کاربرد آب سنگین در صنعت

کاربرد آب سنگین: بيشترين استفاده ازآب سنگين درراكتورها است كه شامل هر2 راكتور تحقيقاتي و نيروگاهي می شود نيروگاه هايي كه از انرژي شكافت اورانيوم استفاده مي كنند به 2 بخش نيروگاه آب سبك و آب سنگين تقسيم مي شوند. نيروگاه آب سبك داراي راكتور آب سبك و نيروگاه آب سنگين داراي راكتور آب سنگين است. سوخت نيروگاه هاي هسته اي، اورانيوم 238 و 235 است. اگر از اورانيوم 235 به عنوان سوخت هسته اي استفاده شود بايد درجه غناي آن از 7/ 0 درصد (كه در طبيعت وجود دارد) به 3 تا 5 درصد برسد تا جرم بحراني لازم براي شكافت را داشته باشد. درون يك راكتور هسته اي، اورانيوم توسط نوترون ها، بمباران مي شود. برخورد نوترون به هسته اتم اورانيوم، سبب شكست آن مي شود و در اثر اين شكست، انرژي و نوترون هاي اضافي به وجود مي آيد. نوترون هاي اضافي در يك واكنش زنجيره اي شركت مي كنند و باعث شكست ديگر اتم هاي اورانيوم مي شود. اگر اين نوترون هاي اضافي كنترل نشود، ورود آن ها به واكنش هاي زنجيره اي، سبب توليد انرژي بسيار زياد و در نتيجه انفجار در راكتور مي شود. از شكست هسته هر اتم اورانيوم معادل 200 ميليون الكترون ولت انرژي آزاد مي شود؛ بنابراين بايد از موادي كه جاذب نوترون هاي اضافي هستند و يا كندكننده ها، استفاده شود. در راكتورهاي آب سبك از اورانيوم 235 به عنوان سوخت و از آب سبك يا معمولي به عنوان كندكننده استفاده مي شود. در راكتورهاي آب سنگين، از اورانيوم معمولي يا 238 به عنوان سوخت و از آب سنگين براي كند كردن واكنش هاي زنجيره اي، بهره گرفته مي شود. اگر در راكتور آب سنگين، از آب معمولي استفاده كنيم تمامي نوترون هاي حاصل از شكافت، توسط آب جذب شده و واكنش زنجيره اي متوقف مي شود، درحالي كه آب سنگين توانايي كمي در جذب نوترون دارد. پس از شكست هسته اورانيوم 235 يا 238، انرژي به صورت گرمايي آزاد و اين انرژي توسط مواد خنك كننده و به منظور به حركت درآوردن توربين به خارج از راكتور منتقل مي شود. اين مواد خنك كننده مي تواند آب معمولي يا آب سنگين باشد كه پس از انتقال حرارت به بيرون از راكتور و خنك شدن، مجددا" به راكتور برمي گردد و اين فرآيند به صورت پيوسته، براي توليد برق، ادامه پيدا مي كند. بنابراين آب سنگين و آب سبك در راكتورها علاوه بر كندكنندگي، نقش خنك كنندگي هم دارند.