تبليغاتX
ICT حاصل قوبی افشار میاندوآب
ستارگان کره‌های سوزانی از گاز می‌‌باشند که بر خلاف سیارات خود منبع نوراند. انرژی ستارگان ناشی از واکنشهای هسته‌ای است. ماده اصلی تشکیل دهنده بیشتر ستارگان هیدروژن است. هیدروژن موجود در ستارگان طی فرآیند همجوشی هسته ای به هلیوم تبدیل می‌شود و در حین این واکنش گرما و نور بسیار زیادی تابش می‌‌یابد.هر ستاره دارای دوره عمر می‌‌باشد که بسته به نوع ستاره متفاوت است. ستارگان حجیم با نور بیشتر و حرارت زیاد عمر کوتاهتری نسبت به ستارگان کم نور و کوچک دارند. پایان عمر هر ستاره بستگی به میزان ذخیره هیدروژن در آن دارد. زمانی که هیدروژن درون ستاره‌ای پایان یابد هلیوم تبدیل به سوخت اصلی می‌‌شود و می‌‌سوزد. سوختن هلیوم سبب ایجاد گرمای بسیار زیادی می‌‌شود که تا آن زمان در ستاره پیش نیامده بوده است. این گرمای زیاد سبب انبساط ستاره می‌‌شود و حجم آن را چند برابر می‌کند. مثلا اگر زمانی خورشید شروع به سوزاندن هلیوم کند آنقدر انبساط می‌‌یابد که زمین در حجم زیاد آن محو می‌‌شود! این انبساط تا سر حد مریخ ادامه پیدا کرده و سپس متوقف می‌‌شود. مرحلهٔ بعدی بستگی به نوع ستاره دارد. ستارگان عظیم پس از این مرحله آنقدر انبساط یافته‌اند که دیگر نمی‌تواند جاذبه‌ای روی سطوح بیرونی خود داشته باشند. پس از آن این ستارگان منفجر شده و تبدیل به نواختر می‌‌گردند. هرچه ستاره بزرگتر میزان نواختر بزرگتر. غولها تبدیل به ابرنواختر می‌‌گردند. پس از آن این ستاره‌ها بسته به نوع نواختر ادامه عمر می‌‌دهند. نواختران معمولی تبدیل به کوتوله شده و عمری طولانی را آغاز می‌کنند. اما ابر نواختران در خود فرو می‌‌ریزند و ستارگان بسیار کوچک و حجیمی به نام ستارگان نوترونی بوجود می‌‌آورند.این ستارگان عمر طولانی دیگری در پیش خواهند داشت. بعد از آن کوتوله‌ها یا کوتوله‌های سفید تبدیل به کوتوله سیاه شده و تا آخر جهان زندگی خواهند کرد.

واژه ستاره در زبان پهلوی به ریخت stârag و اَختَر آمده بود.

به گروهی از ستارگان که با نیروی گرانش به هم پیوستگی داشته باشند خوشه ستاره‌ای می‌گویند.

+ نوشته شده در  پنجشنبه هفتم دی 1385ساعت 12:58  توسط بیژن رسولی  | 

اورانیوم

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد.

Jump to: navigation, search
اورانیوم در جدول تناوبی
بزرگ شود
اورانیوم در جدول تناوبی

اورانیوم یکی از عنصرهای شمیایی است که عدد اتمی آن ۹۲ و نشانه آن U است و در جدول تناوبی جزو آکتنیدها قرار می‌گیرد. ایزوتوپ235U آن در نیروگاه‌های هسته‌ای به عنوان سوخت و در سلاح‌های هسته‌ای به عنوان ماده منفجره استفاده می‌شود.

اورانیوم به طور طبیعی فلزی است سخت، سنگین، نقره‌ای رنگ و پرتوزا. این فلز کمی نرم تر از فولاد بوده و تقریبآ قابل انعطاف است. اورانیوم یکی از چگالترین فلزات پرتوزا است که در طبیعت یافت می‌‌شود. چگالی آن ۶۵٪ بیشتر از سرب و کمی کمتر از طلا است.

سال‌ها از اورانیوم به عنوان رنگ دهنده لعاب سفال یا برای تهیه رنگ‌های اولیه در عکاسی استفاده می‌شد و خاصیت پرتوزایی (رادیواکتیو) آن تا سال ۱۸۶۶ ناشناخته ماند و قابلیت آن برای استفاده به عنوان منبع انرژی تا اواسط قرن بیستم مخفی بود.

فهرست مندرجات

[نمایش داده شود]

[ویرایش] فراوانی

این عنصر از نظر فراوانی در میان عناصر طبیعی پوسته زمین در رده ۴۸ قراردارد.

اورانیوم در طبیعت بصورت اکسید و یا نمک‌های مخلوط در مواد معدنی (مانند اورانیت یا کارونیت) یافت می‌‌شود. این نوع مواد اغلب از فوران آتشفشان‌ها بوجود می‌‌آیند و نسبت وجود آنها در زمین معادل دو در میلیون نسبت به سایر سنگها و مواد کانی است. اورانیوم طبیعی شامل ‎۹۹/۳% از ایزوتوپ ‎238U و ‎۰/۷% ‎235U است.

این فلز در بسیاری از قسمت‌های دنیا در صخره‌ها، خاک و حتی اعماق دریا و اقیانوس‌ها وجود دارد. میزان وجود و پراکندگی آن از طلا، نقره یا جیوه بسیار بیشتر است.

ده کشوری که ۹۴٪ از استخراج اورانیوم جهان در آنها انجام می‌گیرد.
بزرگ شود
ده کشوری که ۹۴٪ از استخراج اورانیوم جهان در آنها انجام می‌گیرد.

[ویرایش] تاریخچه

اورانیوم در سال ۱۷۸۹ توسط مارتین کلاپروت (Martin Klaproth) شیمی دان آلمانی از نوعی اورانیت بنام پیچبلند (Pitchblende) کشف شد. این نام اشاره به سیاره اورانوس دارد که هشت سال قبل از آن، ستاره شناسان آن را کشف کرده بودند.

اورانیوم یکی از اصلی‌ترین منابع گرمایشی در مرکز زمین است و بیش از ۴۰ سال است که بشر برای تولید انرژی از آن استفاده می‌‌کند.

دانشمندان معتقد هستند که اورانیوم بیش از ۶/۶ بیلیون سال پیش در اثر انفجار یک ستاره بزرگ بوجود آمده و در منظومه شمسی پراکنده شده است.

[ویرایش] ویژگی‌های اورانیوم

اورانیوم سنگین‌ترین (به بیان دقیقتر چگالترین) عنصری است که در طبیعت یافت می‌شود (هیدروژن سبکترین عنصر طبیعت است.)

اورانیوم خالص حدود ‎۱۸/۷ بار از آب چگالتر است و همانند بسیاری از دیگر مواد پرتوزا در طبیعت بصورت ایزوتوپ یافت می‌‌شود.

اورانیوم شانزده ایزوتوپ دارد. حدود ‎۹۹/۳ درصد از اورانیومی که در طبیعت یافت می‌شود ایزوتوپ ۲۳۸ (U-238) است و حدود ‎۰/۷ درصد ایزوتوپ 235 (U-235). دیگر ایزوتوپ‌های اورانیم بسیار نادر هستند.

در این میان ایزوتوپ ۲۳۵ برای بدست آوردن انرژی از نوع ۲۳۸ آن بسیار مهم‌تر است چرا که U-235 (با فراوانی تنها ‎۰/۷ درصد) آمادگی آن را دارد که در شرایط خاص شکافته شود و مقادیر زیادی انرژی آزاد کند. به این ایزوتوپ Fissil Uranium، به معنای «اورانیوم شکافتنی» هم گفته می‌‌شود و برای شکافت هسته‌ای استفاده می‌شود.

اورانیوم نیز همانند دیگر مواد پرتوزا دچار تباهی می‌‌شود. مواد رادیو اکتیو دارای این خاصیت هستند که از خود بطور دائم ذرات آلفا و بتا و یا اشعه گاما منتشر می‌‌کنند.

U-238 باسرعت بسیار کمی تباه می‌‌شود و نیمه عمر آن در حدود ‎۴،۵۰۰ میلون سال (تقریبآ معادل عمر زمین) است.

این موضوع به این معنی است که با تباه شدن اورانیوم با همین سرعت کم انرژی معادل ‎۰/۱ وات برای هر یک تن اورانیوم تولید می‌‌شود و این برای گرم نگاه داشتن هسته زمین کافی است.

+ نوشته شده در  پنجشنبه هفتم دی 1385ساعت 12:58  توسط بیژن رسولی  | 

غنی‌سازی اورانیوم

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد.

Jump to: navigation, search
کانسنگ اورانیوم
کانسنگ اورانیوم

غنی‌سازی اورانیوم عملی است که بواسطه آن در یک توده اورانیوم طبیعی مقدار ایزوتوپ ۲۳۵U بیشتر شود و مقدار ایزوتوپ ۲۳۸U کمتر. غنی‌سازی اورانیوم یکی از مراحل چرخه سوخت هسته‌ای است.

اورانیوم طبیعی (که بشکل اکسید اورانیوم است) شامل ۳/۹۹٪ از ایزوتوپ ۲۳۸U و ‎۰/۷‎٪ از ‎۲۳۵U است. ایزوتوپ ۲۳۵U اورانیوم قابل شکافت و مناسب برای بمب‌ها و نیروگاه‌های هسته‌ای است.

۲۳۸U باقی‌مانده را اورانیوم ضعیف شده می‌نامند و نوعی زباله اتمی است. بخاطر سختی زیاد و آتشگیری و ویژگی‌های دیگر از آن در ساختن گلوله‌های ضد زره استفاده می‌کنند. اورانیوم ضعیف شده نیز همچنان پرتوزا است.

[ویرایش] انواع اورانیوم

«اورانیوم با غنای پایین» که میزان ۲۳۵U آن کمتر از ۲۵٪ ولی بیشتر از ‎۰/۷‎٪ است. سوخت بیشتر نیروگاه‌های هسته‌ای بین ۳ تا ۵ درصد ۲۳۵U است.

«اورانیوم با غنای بالا» که ۲۳۵U در آن بیشتر از ۲۵٪ و حتی در مواردی تا ۹۸٪ است و مناسب برای کاربردهای نظامی وساخت بمب‌های هسته‌ای است.

[ویرایش] روش‌های غنی‌سازی اورانیوم

+ نوشته شده در  پنجشنبه هفتم دی 1385ساعت 12:56  توسط بیژن رسولی  | 

پلوتونیوم یک عنصر شمیایی رادیواکتیو و فلزی است که نماد آن Pu و عدد اتمی آن 94 می‌باشد. وزن اتمی این عنصر 244.06 بوده و چگالی آن 19.800 kg/m3 می‌باشد.

پلوتونیوم در سال 1940 توسط دکتر GlennT.Seaborg، Edwin McMillan, Kennedy و Wahl از طریق بمباران دوترونی اورانیوم در سیکلوترون(شتاب دهنده ذرات مدور) Berkeley Radiation Laboratory دانشگاه کالیفرنیا برکلی کشف شد. اما این کشف تا مدتها سری باقی ماند. این عنصر با توجه به کشف سیاره پلوتو که درست بعد از نپتون کشف شد ،پلوتونیوم نام گرفت.(پلوتون در منظومه شمسی بعد از نپتون قرار دارد).


ایزوتوپها

مهم‌ترین ایزوتوپ پلوتونیوم Pu239 بوده که نیمه عمر آن 24200 سال می‌باشد. و به دلیل نیمه عمر کوتاه آن رد بسیار ناچیزی از پولوتونیوم به صورت طبیعی در معادن یافت می‌شود. پلوتونیوم239، در رآکتورهای هسته‌ای از اورانیوم 238، و در مقیاسهای بالا تولید می‌شود.

ایزوتوپ پلوتونیوم 238 ساتع کننده اشعه آلفا می‌باشد که نیمه عمرش 87 سال است. این خصوصیات آن را برای استفاده در تولید نیروی برق برای دستگاه هایی که میبایست بدون نگهداری مستقیم در مقیاسهای زمانی حدودا برابر عمر انسان کار کنند، مناسب می کند. بنابراین در RTG هائی ،مانند آنهائی که نیروی کاوشگرهای فضایی Galileo و Cassini را تامین می‌کنند کاربرد دارد.

همچنین پلوتونیوم چهار ظرفیت ینی را در محلولهای آبی از خود نشاد می‌دهد: Pu+3(آبی کمرنگ) Pu+4 ,PuO+ و PuO+2 ین PuO+ در محلولهای آبی پایدار نیست و تناسبی با Pu+4 و PuO+2 ندارد. Pu+4 میتواند PuO+ را به PuO+2 تبدیل کرده و خودش به PuO+3 تبدیل شود و یک PuO+ و PuO+3 آزاد کند. پلوتونیوم ترکیبات دوتایی PuO و PuO2 را با اکسیژن شکل می‌دهد و با هیدراتهای PuF3,PuF4,PuCl3,PuBr3,PuI3 و کربن، نیتروژن وسیلیکن در ترکیبات متغیر مداخله می‌کند. Puc, PuN, PuSi2 و اکسی هالیدها نیز شناخته شده میباشند: PuOCL,PuObr,PuOI


کاربردها



پلوتونیوم یکی از مواد مهم شکافت هسته‌ای در سلاحهای هسته‌ای پیشرفته می‌باشد. باید احتیاط لازم جهت جلوگیری از جمع شدن مقداری از پلوتونیوم که به جرم بحرانی نزدیک می‌شود به عمل آورد، چرا که این مقدار از پلوتونیوم خودبه خود واکنشهای شیمیایی تولید می‌کند. بدون توجه به محدود نشدن پلوتونیوم توسط فشار خارجی که برای یک سلاح هسته‌ای لازم است , پلوتونیوم میتواند خودش را گرم کرده و هر چیزی را که ،پیرامون آن را محدود می‌کند بشکند. جلوگیری شود. شکل ظاهری پلوتونیوم هم در این امر موثر است ،بنابر این ،باید از اشکال فشرده مانند کره باید جلوگیری کرد.

همچنین پلوتونیوم مخصپصا نوع بسیار خالص آن، آتش زا بدوه و به صورت شیمیایی با اکسیژن و آب واکنش می‌دهد که میتواند باعث انباشتگی هیدرید پلوتونیوم و یک ترکیب Pyrophoric شود ،که ماده‌ای است که در دمای اطاق در هوا میسوزد. حجم پلوتونیوم به هنگام ترکیب شدن با اکسیژن بسیار افزایش میابد و میتواند ظرف خود را بشکند بنابر این احتیاطهای لازم برای حمل پلوتونیوم در هر شکل آن، باید انجام شود، عموماً یک اتمسفر خشک و خنثی نیاز می باشد http://tis.eh.doe.gov/techstds/standard/hdbk1081/hbk1081d.html#ZZ28. علاوه بر اینها ،خطرات رادیو اکتیوی نیز وجود دارد. خاک اکسید منیزیم موثر‌ترین ماده برای فرو نشاندن آتش پلوتونیوم می‌باشد. آن ماده مشتعل را مانند یک کاهنده دما( Hit Sink )سرد می کند و در عین حال از رسیدن اکسیژن به آن جلوگیری می کند. آب نیز در این مورد موثر است. در سال 1962 در Rocky Flats Plant در نزدیکی Boulder, Colorado یک آتش سوزی بزرگ پلوتونیومی رخ داد.

پلوتونیوم همچنیند در ساخت سلاحهای رادیولوژیکی و ساخت زهرهای (نه الزاما مهلک) کاربرد دارد. توده‌های انباشته شده پلوتونیوم توسط اتحاد جماهیر شوروی قدیم و ایالات متحده آمریکا به وجود می آمد .از پایان جنگ سرد تمرکز بر نگرانی ازگسترش تکنولوژی هسته‌ای بوجود آمد. در سال 2002 دپارتمان انرژی ایالات متحده 34 تن از مواد پلوتونیوم را که برای ساخت سلاحهای هسته‌ای استفاده می‌شد را از دپارتمان دفاع ایالات متحده گرفت و از اوایل سال 2003 تصمیم گرفت برای خلاصی از این اورانیومها، به تبدیل چندین نیروگاه هسته‌ای در آمریکا، از سوخت اورانیوم غنی شده به سوخت MOX اقدام کند.


خطرات

گاهی اوقات از پلوتونیوم با عنوان سمی‌ترین ماده شناخته شده بر انسان نام برده می‌شود و این در حالی است که یک توافق کلی در میان کارشناسان مبنی بر نادرست بودن این مطلب وجود دارد. تا سال 2003 تنها یک مورد مرگ انسان به علت مجاورت و ارتباط با پلوتونیوم وجود داشته است. رادیومی که به صورت طبیعی به وجود میاید حدودا 200 برابر سمی تر از پلوتونیوم است و برخی از Toxinهای آلی مانند سم بوتولین بیلیونها برابر سمی تر از پلوتونیوم میباشند.

به هر حال ،حوادث بحرانی نیز وجود داشته.حمل بی ملاحظه 6.2 kg پلوتونیوم کروی در Los Alamos در 21 آگست 1945، باعث انتشار دوز مرگبار تشعشع گردید. Harry Daghlian دوزی در حدود 510 rem دریافت کرد، او 4 هفته بعد درگذشت.مرگ دیگری در سال 1958 در واحد غنی سازی اورانیوم Los Alamos روی داد. پلوتونیوم در یک مخزن مخلوط کن جمع شده بود. یک بار جدید هم به آن منتقل شد و در نتیجه 8 کیلوگرم پلوتونیوم در مرکز مخزن جمع شد. یک کارگر در معرض تشعشع قرار گرفت و در کمتر از دو روز در گذشت.

حالتهای سمی پلوتونیوم از نظر شیمیایی و رادیو لوژیکی ،باید از خطرات پلوتونیوم متمایز شود. بسیاری از جنبشهای ضد هسته‌ای و در ادامه جنبشهای سیاست سبز از پلوتونیوم به عنوان خطرناک‌ترین ماده شناخته شده برای بشریت یاد کرده و تنها دلیلشان نقش مهلک آن در تولید سلاح های هسته‌ای می‌باشد.

احتمالاً اخلاط این دو دیدگاه است که باعث گزافه گویی های احساسی در خصوص سمی بودن پولوتونیوم می‌شود. در سال 1989 نوشته‌ای از Bernard L. Cohen اینگونه بیان می‌کند که "خطرات پلوتونیوم خیلی آشکار تر و راحت تر از خطرات ناشی از مواد افزودنی به غذا ها و همچنین حشره کشها فهمیده می‌شوند و در مقایسته تنها یک مرگ در هر 300 سال میتواند کم مایه بودن این نظر را اثبات کند. و علارغم حقایقی که ما در اینجا ذکر کردیم و حقایق شناخته شده بر جامعه علمی افسانه سمی بودن پلوتونیوم همچنان ادامه دارد. "http://www.environmental.usace.army.mil/info/technical/hp/hpfaq/THE_MYTH_OF_PLUTONIUM_TOXICITY.doc (html-ized)

بنابراین هیچ گونه شک و تریدی وجود ندارد که پلوتونیوم در صورت استفاده نادرست میتواند بسیار خطرناک باشد. پرتوی آلفا که پلوتونیوم از خود ساطع می‌کند نمیتواند به پوست نفوذ کند ،اما میتواند به اندامهای داخلی در صورت تنفس و یا خوردن پلوتونیوم آسیب برساند. ذرات بسیار کوچک پلوتونیم در صورت تنفس و رسیدن به ریه‌ها میتوانت باعث به وجود آمدن سرطان ریه شود. مواد دیگر از جمله ricin، سم botulinum و سم tetanus در دوزهائی کمتر از یک میلی گرم، می توانند کشنده باشند، بنابراین پلوتونیوم از این نظر غیر عادی نیست .مقادیر قابل توجه بیشتر آن، در صورت بلع یا تنفس ،میتواند باعث به وجود آمدن مسمومیت رادیویی حاد و مرگ شخص شود با این وجود تا کنون هیچ مورد مرگ به علت خوردن و یا تنفس پلوتونیوم دیده نشده و بسیاری از مردم مقدار قابل توجهی پلوتونیوم در بدن خود دارند.


خصوصیات

این فلز ظاهری نقره‌ای رنگ دارد و هنگامی که اکسید می‌شود رنگش تا حدی به زرد تیره میگراید. اگر مقدار زیادی از پلوتونیوم در جایی جمع شودن به قدری گرم می‌شوند که نمی‌توان آن را لمس کرد و دلیل آن نیز ساتع کردن انرژی آلفا می‌باشد. مقادیر بیشتر گرمای لازم را برای جوشاندن آب به وجود می آورد. این فلز به سرعت در اسید هیدرویدیک یا اسید پرکلریک غلیظ ،حل می‌شود. این فلز شش حالت Allotropic با ساختارهای بلورین گوناگون از خود نشان می‌دهد که چگالی آنها از 16.00 تا 19.86 تغییر می‌کند.


+ نوشته شده در  پنجشنبه هفتم دی 1385ساعت 12:55  توسط بیژن رسولی  | 

همجوشی فرآیندی عکس عمل شکافت هسته‌ای است. در فرآیند شکافت با شلیک نوترون به اتم یک اتم به اتم‌های سبکتر تبدیل می‌شود در فرآیند همجوشی هسته‌ای از ترکیب (پیوند) اتم‌های سبک‌تر (مثلاً هیدروژن) اتم‌های سنگین‌تر تولید می‌شود و در این فرآیند مقدار زیادی انرژی آزاد می‌شود. مقدار گرمای تولید شده از فرآیند همجوشی در مقایسه با مقیاس جرمی از انرژی معادل آن از عمل شکافت بیشتر است. عمل همجوشی نیازمند گرمای زیادی است که در این گرما فرآیند صورت گیرد. دمای مورد نیاز در حدود ۱۰۰۰۰ کلوین است که ساخت ماده‌ای با تحمل این دما روی زمین تا کنون مقدور نبوده اما فرآیند همجوشی در ستارگان (از جمله خورشید ما) عامل تولید انرژی و گرما است. هم جوشی در سطح زمین تنها در آزمایشهای آزاد و به طور طبیعی در اصابت رعد و برق به اتم‌های هیدروژن است .

در فراآیند هم جوشی خورشید چهار اتم هیدروژن تبدیل به یک اتم هلیوم می‌شود

+ نوشته شده در  پنجشنبه هفتم دی 1385ساعت 12:54  توسط بیژن رسولی  | 

واپاشی هسته‌ای

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد.

(تغییر مسیر از تباهی هسته‌ای)
Jump to: navigation, search
نماد خطر پرتوزایی. کدبندی یونیکد برای این نماد (☢) U+2622 است.
نماد خطر پرتوزایی. کدبندی یونیکد برای این نماد (☢) U+2622 است.

واپاشی هسته‌ای (فروپاشی هسته ای) به مجموعه فرآیندهای مختلفی گفته می‌شود که در هسته اتم های ناپایدار (رادیواکتیو) رخ می‌دهد و منجر به تولید ذرات زیراتمی می‌شود. به این ذرات زیراتمی که از واپاشی تدریجی اتم های ناپایدار حاصل می شوند، تشعشعات رادیواکتیو می گویند. در اثر واپاشی هسته ای پس از یک زمان تصادفی (که نیمه عمر آن قابل تعیین است.) هسته های بزرگ به هسته های کوچک تر و معمولا پایدارتر تجزیه می شوند و ماده اولیه به تدریج از بین می رود(البته جرم مواد جدید تنها به میزان اندکی کمتر از ماده اولیه خواهد بود). این فرایند یک پدیده‌ای تصادفی است، یعنی نمی توان زمان واپشی یک اتم مشخص را در زمان پیش‌بینی کرد.

] نیمه عمر

به زمان مورد نیاز برای اینکه نصف جرم یک مقدار مشخص از ماده در اثر واپاشی از بین برود، نیمه عمر آن ماده گفته شده و با علامت t1 / 2 نمایش داده می شود. نیمه عمر اتم ها معیاری از ناپایداری آنهاست و برای مواد رادیواکتیو این پارامتر می تواند بین کسری از هزارم ثانیه تا چندین میلیون سال متفاوت باشد. برای نمونه نیمه عمر اتم کربن ۱۴ که میزان آن در مواد مختلف، معیار مناسبی برای زمان در تحقیقات باستان شناسی است، ۵۷۳۰ سال می باشد

+ نوشته شده در  پنجشنبه هفتم دی 1385ساعت 12:54  توسط بیژن رسولی  | 

شکافت هسته‌ای

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد.

Jump to: navigation, search

شکافت هسته ای فرآیندی است که در آن یک اتم سنگین مانند اورانیوم به دو اتم سبکتر تبدیل می‌شود. وقتی هسته‌ای با عدد اتمی زیاد شکافته شود، بر پایه فرمول اینشتین، مقداری از جرم آن به انرژی تبدیل می‌شود. از این انرژی در تولید برق (در نیروگاه هسته‌ای) یا تخریب (سلاح‌های هسته‌ای) استفاده می‌شود. اوتوهان زمانی که قصد داشت از بمباران اورانیوم با نوترون آن را به رادیم تبدیل کند دریافت که به اتم بسیار کوچکتری دست یافته است.در تمام واکنش های هسته ای که تا ان زمان شناخته شده بود تنها ذرات کوچک از هسته جدا می شدند اما این بار یک تقسیم بزرگ رخ داده بود. لایز میتنر و اوتو فریش دریافتند که فراورده ی این بمباران نوترونی باریم است و جرم هر اتم اورانیم هنگام تبدیل شدن به ذرات کوچکتر به اندازه ی یک پنجم جرم یک پروتون کاهش می یابد و این جرم مطابق رابطه ی اینشتین E=mc² به انرژی تبدیل شده است.به خاطر شباهت این پدیده ی تقسیم هسته با تقسیم سلولی میتنر و فریش آن را شکافت نامیدند.مقاله ی این یافته در یازدهم فوریه ی 1939 در نشریه ی نیچر با عنوان "واکنش هسته ای نوع جدید" منتشر شد. در تصویر اتم اورانیم-235 دیده می شود که پس از برخورد یک نوترون متلاشی شده و پرتو های رادیو اکتیو از خود صادر می کند.سپس به دو عنصر باریم-141 و کریپتون-92 تقسیم شده و به پایداری می رسد.

+ نوشته شده در  پنجشنبه هفتم دی 1385ساعت 12:53  توسط بیژن رسولی  | 

رآکتور هسته‌ای

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد.

Jump to: navigation, search

واکنشگاه هسته‌ای یا رآکتور اتمی دستگاهی برای انجام واکنشهای هسته‌ای بصورت تنظیم شده و تحت کنترل است. این دستگاه در اندازه‌های آزمایشگاهی، برای تولید ایزوتوپهای ویژه مواد پرتوزا (رادیواکتیو) و همینطور پرتو-داروها برای مصارف پزشکی و آزمایشگاهی، و در اندازه‌های صنعتی برای تولید برق ساخته می‌شوند. واکنشهای هسته‌ای به دو صورت شکافت و همجوشی، بسته به نوع مواد پرتوزا استفاده شده انجام میگیرند. واکنشگاه‌ها بسته به اینکه چه نوع کاربردی داشته باشند از یکی از این دو نوع واکنش بهره می‌گیرند. در واکنشگاه دو میله ماده پرتوزا یکی به‌عنوان سوخت و دیگری به‌عنوان آغازگر بکار می‌رود. میزان این دو ماده بسته به نوع واکنش، اندازه واکنشگاه و نوع فراورده نهایی بدقت محاسبه و کنترل می‌شود. در واکنشگاه هسته‌ای همیشه دو عنصر پرتوزا به یک یا چند عنصر پرتوزا دیگر تبدیل می‌شوند که این عناصر بدست آمده یا مورد مصرف صنعتی یا پزشکی دارند و یا بصورت پسماند هسته‌ای نابود می‌شوند. حاصل این فرایند مقادیر زیادی انرژی است که بصورت امواج اتمی والکترومغناطیس آزاد می‌گردد. این امواج شامل ذرات نوترینو، آلفا، بتا، پرتو گاما، امواج نوری و فروسرخ است که باید بطور کامل کنترل شوند. امواج آلفا، بتا و گامای تولیدی توسط واکنش هسته‌ای به‌عنوان محرک برای ایجاد واکنشهای هسته‌ای دیگر در رآکتورهای مجاور برای تولید ایزوتوپهای ویژه بکار میروند. انرژی گرمایشی حاصل از این واکنش و تبدیل این عناصر پرتوزا در واکنشگاه‌های صنعتی برای تولید بخار آب و تولید برق بکار می‌رود. برای نمونه انرژی حاصل از واکنش یک گرم اورانیوم معادل انرژی گرمایشی یک میلیون لیتر نفت خام است. قابل تصور است که این میزان انرژی با توجه به سطح پایداری ماده پرتوزا در واکنشهای هسته‌ای تا چه میزان مقرون به صرفه خواهد بود.

با این حال مشکلات استخراج، آماده سازی، نگهداری و ترابری مواد پرتوزای بکار رفته در واکنشگاه‌های تولید برق و دشواری‌های زیستبومی که این واکنشگاه‌ها ایجاد می‌کنند باعث عدم افزایش گرایش بشر به تولید برق از طریق این انرژی شده است. باید توجه داشت که میزان تابش در اطراف واکنشگاه‌های هسته‌ای به اندازه‌ای بالاست که امکان زیست برای موجودات زنده در پیرامون واکنشگاه‌ها وجود ندارد. به همین دلیل برای هریک از رآکتورهای هسته‌ای پوششهای بسیار ضخیمی از بتن همراه با فلزات سنگین برای جلوگیری از نشت امواج الکترومغناطیس به بیرون ساخته می‌شود. بدون این پوششها تا کیلومترها پیرامون واکنشگاه، سکونت‌پذیر برای موجودات زنده نخواهد بود. مشکلاتی که نشت مواد پرتوزا از واکنشگاه نیروگاه اتمی چرنوبیل در دهه ۸۰ میلادی بوجود آورد خود گواهی بر این مدعاست.

[ویرایش] کاربرد تابش‌های پرتوزا

بسیاری از محصولات تولیدی واکنش شکافت هسته‌ای شدیدا ناپایدارند و در نتیجه، قلب راکتور محتوی مقادیر زیادی نوترون پر انرژی، پرتوهای گاما، ذرات بتا وهمچنین ذرات دیگر است. هر جسمی که در راکتور گذاشته شود، تحت بمباران این همه تابشهای متنوع قرار می‌گیرد. یکی از موارد استعمال تابش راکتور تولید پلوتaaونیوم ۲۳۹ است .این ایزوتوپ که نیمه عمری در حدود ۲۴۰۰۰ سال دارد به مقدار کمی در زمین یافت می‌شود. پلوتونیوم ۲۳۹ از لحاظ قابلیت شکافت خاصیتی مشابه اورانیوم دارد. برای تولید پلوتونیوم ۲۳۹، ابتدا اورانیوم ۲۳۸ را در قلب راکتور قرار می‌‌دهند که در نتیجه واکنش‌هایی که صورت می‌‌گیرد اورانیوم ۲۳۹ بوجود می‌‌آید. اورانیوم ۲۳۹ ایزوتوپی ناپایدار است که با نیمه عمری در حدود ۲۴ دقیقه، از طریق گسیل ذره بتا، به نپتونیوم ۲۳۹ تبدیل می‌شود. نپتونیوم ۲۳۹ نیز با نیمه عمر ۲/۴ روز و گسیل ذره بتا واپاشیده و به محصول نهایی یعنی پلوتونیوم ۲۳۹ تبدیل می‌شود. در این حالت پلوتونیوم ۲۳۹ همچنان با مقادیری اورانیوم ۲۳۸ آمیخته است اما این آمیزه چون از دو عنصر مختلف تشکیل شده است، بروش شیمیایی قابل جدا سازی است. امروزه با استفاده از تابش راکتور صدها ایزوتوپ مفید می‌توان تولید کرد که بسیاری از این ایزوتوپ‌های مصنوعی را در پزشکی بکار میبریم. آثار زیانبار انفجارهای اتمی و تشعشعات ناشی از آن باعث آلودگی آبهای زیرزمینی، زمین‌های کشاورزی و حتی محصولات کشاورزی می‌شود ولی با همه این مضرات اورانیوم عنصری است ارزشمند، زیرا در کنار همه سواستفاده‌ها می‌‌توان از آن به نحوی احسن و مطابق با معیارهای بشر دوستانه استفاده نمود. فراموش نکنید از اورانیوم و پلوتونیوم می‌‌توان استفاده‌های صلح آمیز نیز داشت چرا که از انرژی یک کیلوگرم اورانیوم ۲۳۵ می‌‌توان چهل هزار کیلو وات ساعت الکتریسیته تولید کرد که معادل مصرف ده تن ذغال سنگ یا ۵۰۰۰۰ گالن نفت است.

»
+ نوشته شده در  پنجشنبه هفتم دی 1385ساعت 12:52  توسط بیژن رسولی  | 

کاربردهای انرژی هسته ای

 

 دید کلی:

انرژی هسته ای کاربردهای زیادی در پزشکی در علوم و صنعت و کشاورزی و... دارد. لازم به ذکر است انرژی هسته ای به تمامی انرژی های دیگر قابل تبدیل است ولی هیچ انرژی به انرژی هسته ای تبدیل نمی شود .موارد زیادی از کاربردهای انرژی هسته ای در زیر آورده می شود .

 نیروگاه هسته ای:

نیروگاه هسته ای (Nuclear Power Station) یک نیروگاه الکتریکی که از انرژی تولیدی شکست هسته اتم اورانیوم یا پلوتونیم استفاده می کند. اولین جایگاه از این نوع در 27 ژوئن سال 1958 در شوروی سابق ساخته شد. که قدرت آن 5000 کیلو وات است. چون شکست سوخت هسته ای اساساً گرما تولید می کند از گرمای تولید شده رآکتور های هسته ای برای تولید بخار استفاده می شود از بخار تولید شده برای به حرکت در آوردن توربین ها و ژنراتور ها که نهایتاً برای تولید برق استفاده می شود .

 

 بمب های هسته ای:

این نوع بمب ها تا حالا قویترین بمبهای و مخربترین های جهان محسوب می شود. دارندگان این نوع بمبهاجزو قدرت های هسته ای جهان محسوب می شود .

 

بمب هسته ای

 

 پیل برق هسته ای Nuclear Electric battery:

پیل هسته ای یا اتمی دستگاه تبدیل کننده انرژی اتمی به جریان برق مستقیم است ساده ترین پیل ها شامل دو صفحه است. یک پخش کننده بتای خالص مثل استرنیوم 90 و یک هادی مثل سیلسیوم.
جریان الکترون های سریعی که بوسیله استرنیوم منتشر می شود ازمیان نیم هادی عبور کرده و در حین عبور تعداد زیادی الکترون اضافی را از نیم هادی جدامی کند که در هر حال صدها هزار مرتبه زیادتر از جریان الکتریکی حاصل از ایزوتوپ رادیواکتیو استرنیوم 90 می باشد .

 

 کاربردهای پزشکی:

در پزشکی تشعشعات هسته ای کاربردهای زیادی دارند که اهم آنها عبارتند از:

رادیو گرافی  

گامااسکن

استرلیزه کردن هسته ای و میکروب زدایی وسایل پزشکی با پرتو های

هسته ای

رادیو بیولوژی

 

عکس رادیو گرافی

 کاربردهای کشاورزی:

تشعشعات هسته ای کاربرد های زیادی در کشاورزی دارد که مهم ترین آنها عبارتست از:

موتاسیون(جهش) هسته ای ژن ها در کشاورزی

کنترل حشرات با تشعشعات هسته ای

جلوگیری از جوانه زدن سیب زمینی با اشعه گاما

انبار کردن میوه ها

دیرینه شناسی (باستان شناسی) و صخره شناسی (زمین

شناسی) که عمر یابی صخره ها با C14 در باستان شناسی خیلی

مشهور است.

 

جهش ژن

 

 

 کاربردهای صنعتی:

در صنعت کاربردها ی زیادی دارد از جمله مهمترین آنها عبارتند از:

نشت یابی با اشعه

دبی سنجی پرتویی

(سنجش شدت تشعشعات ، نور و فیزیک امواج)

سنجش پرتویی میزان سائیدگی قطعات در حین کار

سنجش پرتویی میزان خوردگی قطعات

چگالی سنج موادمعدنی با اشعه

کشف عناصر نایاب در معادن

+ نوشته شده در  پنجشنبه هفتم دی 1385ساعت 12:51  توسط بیژن رسولی  | 

نیاز برق کشور فقط با انرژی اتمی قابل تامین است



رئیس بخش كشاورزی هسته ای مركز تحقیقات هسته ای سازمان انرژی اتمی با اشاره به افزایش جمعیت و نیاز به مواد غذایی در كشور گفت: استفاده از فن آوری هسته ای گام بزرگی در جهت خودكفایی كشور به ویژه در بخش كشاورزی است.
مجد در مصاحبه با برنامه سیمای اقتصاد شبكه چهارسیما استفاده از فن آوری هسته ای را بهترین راه افزایش تولیدات كشاورزی دانست و افزود: استفاده از فن آوری هسته ای در زراعت و اصلاح نباتات، همچنین افزایش تنوع ژنتیك در گیاهان زراعی و باغی و برطرف كردن صفات نامطلوب در ارقام خوب ایرانی از كاربردهای فن آوری هسته ای در بخش كشاورزی است كه نتایج خوبی در غلات، دانه های روغنی و گیاهان صنعتی به دست آمده است.
رئیس بخش كشاورزی هسته ای مركز تحقیقات سازمان انرژی اتمی در بخش دیگری از این برنامه اظهار داشت: فن آوری هسته ای كشورهای پیشرفته در زمینه كشاورزی به طور كامل در داخل كاربرد ندارد و برای استفاده از فن آوری هسته ای در بخش كشاورزی نیاز به تحقیقات و پژوهش های بومی است.
مجد در پایان گفت: دانشمندان، متخصصان و جوانان ایرانی با تلاش و جدیت و همكاری وزارت جهاد كشاورزی به نتایج خوبی رسیدند و این فن آوری را بومی كردند كه تاثیر به سزایی در افزایش تولیدات و درآمد كشاورزان داشته است.
در همین رابطه مدیر نیروگاه اتمی بوشهر نیز تصریح كرد: نادیده گرفتن فن آوری هسته ای مانع بزرگی برای دستیابی به دیگر فناوری های روز دنیاست.
شریفلو نیز كه با برنامه سیمای اقتصاد شبكه چهارم سیما گفت وگو می كرد، با اشاره به تنوع كاربردهای صلح آمیز انرژی هسته ای در بخش های كشاورزی، پزشكی و صنعت به ویژه برق و تولید انرژی گفت: نیروگاه های اتمی در مقایسه با نیروگاه های فسیلی و آبی نقش مهمی در تولید انرژی الكتریكی دارد و اكنون حدود 25درصد انرژی الكتریكی جهان از طریق نیروگاه های هسته ای تامین می شود.
وی در ادامه افزود: جمهوری اسلامی ایران كشوری در حال توسعه است كه روزانه 30هزار مگاوات برق مصرف می كند و در سال های آینده و زمان صنعتی شدن نیاز كشور 3برابر خواهد شد كه نمی توان با روش فعلی و نیروگاه های فسیلی این مقدار برق تولید كرد.
شریفلو تولید برق از سوخت فسیلی را پرهزینه و مغایر با اصول محیط زیست دانست و به مزیت های استفاده از فن آوری هسته ای اشاره كرد و افزود: استفاده از فناوری هسته ای ضروری و بستری برای پیشرفت و دروازه ورود به فناوری های جدید است و هر كشوری كه نتواند از این فرصت استفاده كند از چرخه رشد و توسعه باز می ماند.


+ نوشته شده در  پنجشنبه هفتم دی 1385ساعت 12:50  توسط بیژن رسولی  |