الهندسة النووية
الهندسة النووية هي فرع من فروع الهندسة يهتم بتصميم وتطبيق الأنظمة التي تستخدم الطاقة المنبعثة من العمليات النووية. [ 1 ] [ 2 ] يُعد توليد الكهرباء أبرز تطبيقات الهندسة النووية. ففي جميع أنحاء العالم، تُنتج نحو 439 مفاعلاً نووياً في 31 دولة 10% من طاقة العالم من خلال الانشطار النووي . [ 3 ] ومن المتوقع أن يُضيف الاندماج النووي في المستقبل وسيلة نووية أخرى لتوليد الطاقة. [ 4 ] يعتمد كلا التفاعلين على طاقة الربط النووي المنبعثة عند فصل النيوكليونات الذرية (الانشطار) أو تقاربها (الاندماج). وتُحدد الطاقة المتاحة بمنحنى طاقة الربط ، وتكون الكمية المُولدة أكبر بكثير من تلك المُولدة من خلال التفاعلات الكيميائية. يُنتج انشطار غرام واحد من اليورانيوم طاقة تُعادل حرق 3 أطنان من الفحم أو 600 غالون من زيت الوقود، [ 5 ] دون إضافة ثاني أكسيد الكربون إلى الغلاف الجوي. [ 6 ]
تاريخ
وُلدت الهندسة النووية عام 1938 مع اكتشاف الانشطار النووي. [ 7 ] صُمم أول مفاعل نووي اصطناعي ، CP-1 ، على يد فريق من الفيزيائيين الذين انتابهم القلق من احتمال سعي ألمانيا النازية أيضًا إلى بناء قنبلة تعتمد على الانشطار النووي. (حدث أول تفاعل نووي معروف على الأرض بشكل طبيعي ، قبل 1.7 مليار سنة، في أوكلو، الغابون، أفريقيا). وكان المفاعل النووي الاصطناعي الثاني، مفاعل الجرافيت X-10 ، جزءًا من مشروع مانهاتن ، كما كانت مفاعلات إنتاج البلوتونيوم في هانفورد إنجينير ووركس .
كان أول مفاعل نووي لتوليد الكهرباء هو مفاعل التوليد التجريبي الأول (EBR-I)، والذي فعل ذلك بالقرب من أركو ، أيداهو، في 20 ديسمبر 1951. [ 8 ] كان EBR-I منشأة مستقلة، غير متصلة بشبكة، ولكن مفاعل بحثي لاحق في أيداهو من سلسلة BORAX قام بتزويد مدينة أركو بالطاقة لفترة وجيزة في عام 1955.
أول محطة طاقة نووية تجارية، تم بناؤها لتكون متصلة بشبكة كهربائية، هي محطة أوبنينسك للطاقة النووية ، التي بدأت العمل في عام 1954. والثانية هي محطة شيبينغبورت للطاقة الذرية ، التي أنتجت الكهرباء في عام 1957.
للاطلاع على التسلسل الزمني، من اكتشاف اليورانيوم إلى العصر الحالي، انظر إلى " نبذة تاريخية عن الطاقة النووية" أو "تاريخ الطاقة النووية" . كما يمكنك الاطلاع على "تاريخ الهندسة النووية" الجزء الأول: النشاط الإشعاعي ، الجزء الثاني: صناعة القنبلة ، والجزء الثالث: الذرات من أجل السلام .
انظر قائمة المفاعلات النووية التجارية للحصول على قائمة شاملة بمفاعلات الطاقة النووية ونظام معلومات مفاعلات الطاقة التابع للوكالة الدولية للطاقة الذرية (PRIS) للحصول على إحصاءات على مستوى العالم وعلى مستوى البلدان حول توليد الطاقة النووية.
التخصصات الفرعية
يعمل مهندسو الطاقة النووية في مجالات مثل ما يلي: [ 9 ] [ 10 ] [ 11 ]
- تطور تصميم المفاعلات النووية من مفاعلات الجيل الأول، وهي مفاعلات إثبات المفهوم التي ظهرت في الخمسينيات والستينيات من القرن العشرين، [ 12 ] إلى مفاهيم الجيل الثاني والثالث والرابع .
- الديناميكا الحرارية وانتقال الحرارة . في محطة طاقة نووية نموذجية ، تولد الحرارة بخارًا يدير توربينًا بخاريًا ومولدًا كهربائيًا ينتج الكهرباء.
- علم المواد وعلاقته بتطبيقات الطاقة النووية
- إدارة دورة الوقود النووي ، التي يتم فيها الحصول على المواد الانشطارية ، وتشكيلها إلى وقود ، وإزالتها عند استنفادها ، وتخزينها أو إعادة معالجتها بأمان.
- تُستخدم الطاقة النووية بشكل رئيسي في السفن الحربية، ولكن توجد أيضًا مفاهيم لاستخدامها في الطائرات والصواريخ . وقد استُخدمت الطاقة النووية في الفضاء منذ ستينيات القرن الماضي.
- فيزياء البلازما ، التي تُعد جزءًا لا يتجزأ من تطوير طاقة الاندماج النووي
- تطوير الأسلحة وإدارتها
- إنتاج النويدات المشعة ، التي لها تطبيقات في الصناعة والطب والعديد من المجالات الأخرى
- إدارة النفايات النووية
- الفيزياء الصحية
- الطب النووي والفيزياء الطبية
- الصحة والسلامة
- هندسة الأجهزة والتحكم
- هندسة العمليات
- إدارة المشاريع
- هندسة الجودة
- عمليات المفاعل [ 13 ]
- الأمن النووي (الكشف عن المواد النووية السرية) [ 14 ]
- بل إن للهندسة النووية دوراً في التحقيقات الجنائية، [ 15 ] والزراعة. [ 16 ]
يعمل في الصناعة النووية العديد من المهندسين الكيميائيين والكهربائيين والميكانيكيين وغيرهم، بالإضافة إلى العديد من العلماء وموظفي الدعم. في الولايات المتحدة، يعمل ما يقارب 100 ألف شخص بشكل مباشر في الصناعة النووية. وبإضافة وظائف القطاع غير المباشر ، يصل عدد الأشخاص الذين تدعمهم الصناعة النووية الأمريكية إلى 475 ألف شخص. [ 17 ]
توظيف
في الولايات المتحدة، يتم توظيف المهندسين النوويين على النحو التالي: [ 18 ]
- توليد الطاقة الكهربائية 25%
- الحكومة الفيدرالية 18%
- البحث والتطوير العلمي 15%
- خدمات هندسية 5%
- التصنيع 10%
- مناطق أخرى 27%
لا تتوفر معلومات عن فرص العمل لمهندسي الطاقة النووية في جميع أنحاء العالم، لكن الوكالة الدولية للطاقة الذرية تقدر أن قدرة الطاقة النووية ستنمو بنسبة 40٪ (514 جيجاواط إضافية) لتصل إلى 2.5 ضعف القدرة الحالية (950 جيجاواط إضافية) بحلول عام 2050. [ 19 ] فيما يلي قائمة بالدول التي لديها قدرة طاقة نووية حالية وتلك التي تستكشف الطاقة النووية بنشاط.
تعليم
تشمل المنظمات التي تقدم الدراسة والتدريب في الهندسة النووية ما يلي:
المنظمات
- الجمعية النووية الأمريكية
- الشبكة الآسيوية للتعليم في مجال التكنولوجيا النووية (ANENT) https://www.iaea.org/services/networks/anent
- الرابطة النووية الكندية
- الجمعية النووية الصينية
- الوكالة الدولية للطاقة الذرية
- الوكالة الدولية للطاقة (IEA)
- منتدى الصناعات الذرية الياباني (JAIF)
- الوكالة الكورية للطاقة النووية (KNEA)
- شبكة أمريكا اللاتينية للتعليم في مجال التكنولوجيا النووية (LANENT) https://www.iaea.org/services/networks/lanent
- مجلس المعادن الأسترالي
- أوروبا الشمالية
- المعهد النووي
- معهد الطاقة النووية (NEI)
- رابطة الصناعات النووية في جنوب أفريقيا (NIASA)
- اتحاد تعليم التكنولوجيا النووية https://www.ntec.ac.uk/
- وكالة الطاقة النووية التابعة لمنظمة التعاون الاقتصادي والتنمية
- الشبكة الإقليمية للتعليم والتدريب في مجال التكنولوجيا النووية (STAR-NET) https://www.iaea.org/services/networks/star-net
- الرابطة النووية العالمية
- معهد النقل النووي العالمي
انظر أيضاً
- الفيزياء الذرية
- كارثة تشيرنوبيل النووية
- كارثة فوكوشيما النووية
- مقياس الأحداث النووية الدولي
- قائمة الكتب حول القضايا النووية
- قوائم الكوارث النووية والحوادث الإشعاعية
- قائمة المجلات العلمية النووية
- قائمة المفاعلات النووية
- قائمة محطات الطاقة النووية
- سياسة الطاقة النووية
- الوقود الكهربائي
- السلامة من المخاطر النووية
- المواد النووية
- الفيزياء النووية
- الطاقة النووية
- تكنولوجيا المفاعلات النووية
- النهضة النووية
- هندسة السلامة
- الديناميكا الحرارية
- محطة تجريبية لعزل النفايات
مراجع
- ↑ "الهندسة النووية، نحو المستقبل" . NuclearNewswire . الجمعية النووية الأمريكية . تم الاطلاع عليه بتاريخ 21 أبريل 2023 .
- ↑ "الهندسة النووية" . بريتانيكا . تم الاطلاع عليه بتاريخ 19 أبريل 2023 .
- ↑ "الطاقة النووية في العالم اليوم" . الرابطة النووية العالمية . تم الاطلاع عليه بتاريخ 6 أبريل 2023 .
- ↑ تومسون، جيس. "متى نتوقع الاندماج النووي؟" . نيوزويك . تم الاطلاع عليه بتاريخ 6 أبريل 2023 .
- ↑ "طاقة الانشطار النووي" . مختبر لورانس ليفرمور . تم الاطلاع عليه بتاريخ 6 أبريل 2023 .
- ↑ "الطاقة النووية والبيئة" . إدارة معلومات الطاقة الأمريكية . تم الاطلاع عليه بتاريخ 7 أبريل 2023 .
- ↑ "اكتشاف الانشطار النووي" . مشروع مانهاتن: تاريخ تفاعلي . وزارة الطاقة الأمريكية . تم الاطلاع عليه بتاريخ 7 أبريل 2023 .
- ↑ "أول محطة طاقة نووية في العالم" . مختبر أيداهو الوطني للهندسة . وزارة الطاقة الأمريكية . تم الاطلاع عليه بتاريخ 7 أبريل 2023 .
- ↑ مارتن وبورنشتاين. "الهندسة النووية" . بريتانيكا . تم الاطلاع عليه في 6 أبريل 2023 .
- ↑ "نبذة عن وظيفة مهندس نووي | Prospects.ac.uk" . www.prospects.ac.uk . تاريخ الوصول: 13 ديسمبر 2019 .
- ↑ "ما يفعله مهندسو الطاقة النووية" . دليل التوقعات المهنية . مكتب إحصاءات العمل الأمريكي . تم الاطلاع عليه بتاريخ 16 أبريل 2023 .
- ↑ غولدبيرغ وروزنر. "تاريخ أجيال المفاعلات" . الأكاديمية الأمريكية للفنون والعلوم . تم الاطلاع عليه بتاريخ 9 أبريل 2023 .
- ↑ "تشغيل وصيانة محطات الطاقة النووية" . الوكالة الدولية للطاقة الذرية . 13 أبريل 2016. تم الاطلاع عليه بتاريخ 9 أبريل 2023 .
- ↑ "الكشف البيئي عن برامج الأسلحة النووية السرية" (ملف PDF) . معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا . تم الاطلاع عليه بتاريخ 21 أبريل 2023 .
- ↑ "التقنيات النووية تساعد في حل الجرائم" . وكالة التحقيقات البيئية . 23 ديسمبر 2003. تم الاطلاع عليه بتاريخ 7 أبريل 2023 .
- ↑ "خمس طرق مذهلة تُزوّد بها الطاقة النووية حياتنا بالطاقة" . Energy.gov . وزارة الطاقة الأمريكية . تم الاطلاع عليه بتاريخ 6 أبريل 2023 .
- ↑ "الوظائف" . المعهد الوطني للعيون . تم الاطلاع عليه بتاريخ 9 أبريل 2023 .
- ↑ تاونسند، إل دبليو؛ برادي، إل؛ لينديغارد، جيه؛ هول، إتش إل؛ ماك أندرو-بينافيدس، إي؛ بوستون، جيه دبليو (2022). "القوى العاملة في مجال الهندسة النووية في الولايات المتحدة" . مجلة الفيزياء الطبية السريرية التطبيقية . 23 (ملحق 1) e13808. doi : 10.1002/ acm2.13808 . PMC 9880971. PMID 36305037 .
- ↑ "تقديرات الطاقة والكهرباء والطاقة النووية للفترة حتى عام 2050" . الوكالة الدولية للطاقة الذرية . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2 يوليو 2025 .
- ↑ "تقرير مركز الأبحاث المشتركة النمساوي" (ملف PDF) . الوكالة الدولية للطاقة الذرية . تم الاطلاع عليه بتاريخ 10 أبريل 2023 .
- ↑ "الخبرة تخلق الأمان" . الهندسة النووية، سيبرسدورف . تم الاطلاع عليه بتاريخ 10 أبريل 2023 .
- ↑ "التعاون التقني للوكالة الدولية للطاقة الذرية في أفريقيا" (ملف PDF) . تم الاطلاع عليه بتاريخ 19 أبريل 2023 .
- ↑ "برنامج الاتصال الفني للوكالة الدولية للطاقة الذرية" (ملف PDF) . الوكالة الدولية للطاقة الذرية . تم الاطلاع عليه بتاريخ 19 أبريل 2023 .
- ↑ "الشبكة الآسيوية للتعليم في مجال التكنولوجيا النووية (ANENT) التابعة للوكالة الدولية للطاقة الذرية" . الوكالة الدولية للطاقة الذرية . 18 أبريل 2019. تم الاطلاع عليه بتاريخ 19 أبريل 2023 .
- ↑ "الهندسة النووية تساعد في ابتكار تقنيات المستقبل" . جامعة نيو ساوث ويلز، سيدني . تم الاطلاع عليه بتاريخ 19 أبريل 2023 .
- ↑ "النمسا" . الاتحاد الأوروبي . تم الاطلاع عليه بتاريخ 19 أبريل 2023 .
- ↑ "قسم الهندسة النووية" . جامعة دكا . تم الاطلاع عليه بتاريخ 19 أبريل 2023 .
- ↑ "قسم الفيزياء النووية" . الجامعة البيلاروسية . تم الاطلاع عليه بتاريخ 19 أبريل 2023 .
- ↑ "بلجيكا" . الاتحاد الأوروبي . تم الاطلاع عليه بتاريخ 19 أبريل 2023 .
- ↑ "بلغاريا" . الاتحاد الأوروبي . تم الاطلاع عليه بتاريخ 19 أبريل 2023 .
- ↑ "كرواتيا" . الاتحاد الأوروبي . تم الاطلاع عليه بتاريخ 19 أبريل 2023 .
- ↑ "قبرص" . الاتحاد الأوروبي . تم الاطلاع عليه بتاريخ 19 أبريل 2023 .
- ↑ "جمهورية التشيك" . الاتحاد الأوروبي . تم الاطلاع عليه بتاريخ 19 أبريل 2023 .
- ↑ "الدنمارك" . الاتحاد الأوروبي . تم الاطلاع عليه بتاريخ 19 أبريل 2023 .
- ↑ "إستونيا" . الاتحاد الأوروبي . تم الاطلاع عليه بتاريخ 19 أبريل 2023 .
- ↑ "فنلندا" . الاتحاد الأوروبي . تم الاطلاع عليه بتاريخ 19 أبريل 2023 .
- ↑ "فرنسا" . الاتحاد الأوروبي . تم الاطلاع عليه بتاريخ 19 أبريل 2023 .
- ↑ "ألمانيا" . الاتحاد الأوروبي . تم الاطلاع عليه بتاريخ 19 أبريل 2023 .
- ↑ "اليونان" . الاتحاد الأوروبي . تم الاطلاع عليه بتاريخ 19 أبريل 2023 .
- ↑ "المجر" . الاتحاد الأوروبي . تم الاطلاع عليه بتاريخ 19 أبريل 2023 .
- ↑ "13 مدرسًا في المدرسة / مخطط لأحداث المدارس الجديدة" . خبرگزاری ایلنا (باللغة الفارسية). 2023-08-02 . تم الاسترجاع بتاريخ 2023-08-02 .
- ↑ "لقد تم تجميد طرح جامعة رائدة في مجال الصناعة في أكبر مشروع علمي في العالم" . ايمنا (باللغة الفارسية). 2020-11-22 . تم الاسترجاع بتاريخ 2023-08-02 .
- ↑ "أيرلندا" . الاتحاد الأوروبي . تم الاطلاع عليه بتاريخ 19 أبريل 2023 .
- ↑ "إيطاليا" . الاتحاد الأوروبي . تم الاطلاع عليه بتاريخ 19 أبريل 2023 .
- ↑ "لاتفيا" . الاتحاد الأوروبي . تم الاطلاع عليه بتاريخ 19 أبريل 2023 .
- ↑ "ليتوانيا" . الاتحاد الأوروبي . تم الاطلاع عليه بتاريخ 19 أبريل 2023 .
- ↑ "لوكسمبورغ" . الاتحاد الأوروبي . تم الاطلاع عليه بتاريخ 19 أبريل 2023 .
- ↑ "بكالوريوس الهندسة (النووية)" . كلية الهندسة الكيميائية وهندسة الطاقة بجامعة التكنولوجيا الماليزية . 7 يونيو 2017. تاريخ الاطلاع: 19 مايو 2023 .
- ^ "الجامعة التكنولوجية الماليزية (UTM)" . سجل المؤهلات الماليزية . تم الاسترجاع 19 مايو 2023 .
- ↑ "مالطا" . الاتحاد الأوروبي . تم الاطلاع عليه بتاريخ 19 أبريل 2023 .
- ↑ "هولندا" . الاتحاد الأوروبي . تم الاطلاع عليه بتاريخ 19 أبريل 2023 .
- ↑ "بولندا" . الاتحاد الأوروبي . تم الاطلاع عليه بتاريخ 19 أبريل 2023 .
- ↑ "البرتغال" . الاتحاد الأوروبي . تم الاطلاع عليه بتاريخ 19 أبريل 2023 .
- ↑ "رومانيا" . الاتحاد الأوروبي . تم الاطلاع عليه بتاريخ 19 أبريل 2023 .
- ↑ "سلوفاكيا" . الاتحاد الأوروبي . تم الاطلاع عليه بتاريخ 19 أبريل 2023 .
- ↑ "سلوفينيا" . الاتحاد الأوروبي . تم الاطلاع عليه بتاريخ 19 أبريل 2023 .
- ↑ "إسبانيا" . الاتحاد الأوروبي . تم الاطلاع عليه بتاريخ 19 أبريل 2023 .
- ↑ "السويد" . الاتحاد الأوروبي . تم الاطلاع عليه بتاريخ 19 أبريل 2023 .
- ↑ "الجامعات" . المعهد النووي . تم الاطلاع عليه بتاريخ 19 أبريل 2023 .
- ↑ "رؤساء أقسام الهندسة النووية" . NEDHO . تم الاطلاع عليه بتاريخ 19 أبريل 2023 .
للمزيد من القراءة
- آش، ميلتون، "حركية المفاعلات النووية"، ماكجرو هيل، (1965)
- كرافنز، جوينيث. قوة إنقاذ العالم (2007)
- جوينج، مارجريت. بريطانيا والطاقة الذرية، 1939-1945 (1964).
- جوينج، مارغريت، ولورنا أرنولد. الاستقلال والردع: بريطانيا والطاقة الذرية، المجلد الأول: صنع السياسات، 1945-1952 ؛ المجلد الثاني: تنفيذ السياسات، 1945-1952 (لندن، 1974)
- جونستون، شون ف. "إنشاء مهنة كندية: المهندس النووي، 1940-1968"، المجلة الكندية للتاريخ، شتاء 2009، المجلد 44، العدد 3، الصفحات 435-466
- جونستون، شون ف. "غرس تخصص: المسار الأكاديمي للهندسة النووية في الولايات المتحدة الأمريكية والمملكة المتحدة"، مينيرفا، 47 (2009)، ص 51-73
روابط خارجية
- مهندسون نوويون
- التخصصات الهندسية
- التكنولوجيا النووية
- هندسة
