دانلود تحقیق کامل درباره انرژی هسته ای

اختصاصی از ژیکو دانلود تحقیق کامل درباره انرژی هسته ای دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 19

انرژی هسته ای

دید کلی وقتی که صحبت از مفهوم انرژی به میان می‌آید، نمونه‌های آشنای انرژی مثل انرژی گرمایی ، نور و یا انرژی مکانیکی و الکتریکی در شهودمان مرور می‌شود. اگر ما انرژی هسته‌ای و امکاناتی که این انرژی در اختیارش قرار می‌دهد، آشنا ‌شویم، شیفته آن خواهیم شد.

آیا می‌دانید که

انرژی گرمایی تولید شده از واکنشهای هسته‌ای در مقایسه با گرمای حاصل از سوختن زغال سنگ در چه مرتبه بزرگی قرار دارد؟

منابع تولید انرژی هسته‌ای که بر اثر سیلابها و رودخانه از صخره شسته شده و به بستر دریا می‌رود، چقدر برق می‌تواند تولید کند؟

کشورهایی که بیشترین استفاده را از انرژی هسته‌ای را می‌برند، کدامند؟ و ... .

نحوه آزاد شدن انرژی هسته‌ای

می‌دانیم که هسته از پروتون (با بار مثبت) و نوترون (بدون بار الکتریکی) تشکیل شده است. بنابراین بار الکتریکی آن مثبت است. اگر بتوانیم هسته را به طریقی به دو تکه تقسیم کنیم، تکه‌ها در اثر نیروی دافعه الکتریکی خیلی سریع از هم فاصله گرفته و انرژی جنبشی فوق العاده‌ای پیدا می‌کنند. در کنار این تکه‌ها ذرات دیگری مثل نوترون و اشعه‌های گاما و بتا نیز تولید می‌شود. انرژی جنبشی تکه‌ها و انرژی ذرات و پرتوهای بوجود آمده ، در اثر برهمکنش ذرات با مواد اطراف ، سرانجام به انرژی گرمایی تبدیل می‌شود. مثلا در واکنش هسته‌ای که در طی آن 235U به دو تکه تبدیل می‌شود، انرژی کلی معادل با 200MeV را آزاد می‌کند. این مقدار انرژی می‌تواند حدود 20 میلیارد کیلوگالری گرما را در ازای هر کیلوگرم سوخت تولید کند. این مقدار گرما 2800000 بار برگتر از حدود 7000 کیلوگالری گرمایی است که از سوختن هر کیلوگرم زغال سنگ حاصل می‌شود.

کاربرد حرارتی انرژی هسته‌ای

گرمای حاصل از واکنش هسته‌ای در محیط راکتور هسته‌ای تولید و پرداخته می‌شود. بعبارتی در طی مراحلی در راکتور این گرما پس از مهارشدن انرژی آزاد شده واکنش هسته‌ای تولید و پس از خنک سازی کافی با آهنگ مناسبی به خارج منتقل می‌شود. گرمای حاصله آبی را که در مرحله خنک سازی بعنوان خنک کننده بکار می‌رود را به بخار آب تبدیل می‌کند. بخار آب تولید شده ، همانند آنچه در تولید برق از زعال سنگ ، نفت یا گاز متداول است، بسوی توربین فرستاده می‌شود تا با راه اندازی مولد ، توان الکتریکی مورد نیاز را تولید کند. در واقع ، راکتور همراه با مولد بخار ، جانشین دیگ بخار در نیروگاه‌های معمولی شده است.

سوخت راکتورهای هسته‌ای

ماده‌ای که به عنوان سوخت در راکتورهای هسته‌ای مورد استفاده قرار می‌گیرد باید شکاف پذیر باشد یا به طریقی شکاف پذیر شود.235U شکاف پذیر است ولی اکثر هسته‌های اورانیوم در سوخت از انواع 238U است. این اورانیوم بر اثر واکنشهایی که به ترتیب با تولید پرتوهای گاما و بتا به 239Pu تبدیل می‌شود. پلوتونیوم هم مثل 235U شکافت پذیر است. به علت پلوتونیوم اضافی که در سطح جهان وجود دارد نخستین مخلوطهای مورد استفاده آنهایی هستند که مصرف در آنها منحصر به پلوتونیوم است.میزان اورانیومی که از صخره‌ها شسته می‌شود و از طریق رودخانه‌ها به دریا حمل می‌شود، به اندازه‌ای است که می‌تواند 25 برابر کل مصرف برق کنونی جهان را تأمین کند. با استفاده از این نوع موضوع ، راکتورهای زاینده‌ای که بر اساس استخراج اورانیوم از آب دریاها راه اندازی شوند قادر خواهند بود تمام انرژی مورد نیاز بشر را برای همیشه تأمین کنند، بی آنکه قیمت برق به علت هزینه سوخت خام آن حتی به اندازه یک درصد هم افزایش یابد.

دانلود مقاله کامل درباره مقدمه ای برای لیزر

اختصاصی از ژیکو دانلود مقاله کامل درباره مقدمه ای برای لیزر دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 23

لیزر در بر هم کنش با ماده

لیزرها به دلیل داشتن مشخصات ویژه ای که دارند می توانند به صورت های مختلف با مواد مختلف بر هم کنش نشان دهند. به این دلیل در کاربردهایی نیز فرآوری مواد ، پزشکی ، جوش هسته ای ، و غیره از جایگاه خاصی برخوردار شده اند به عبارتی لیزرها ابزار قدرتمندی هستند که می توانند در صنعت برای جوش دادن ، سوراخ کردن ، جوش دادن و به عمل آوری گرمایی به کار روند. استفاده از لیزر به جای روشهای موسوم در قطع و جوش و سوراخ کردن از مزایایی برخوردار است که می توان به موارد زیر اشاره نمود. اولاً : نور لیزر یک انرژی تمیز می باشد و ضمن کار هیچگونه ناخالصی وارد نمی کنند. ثانیاً : انرژی حاصل از نور لیزر را می توان در نقطه ای بسیار کوچک کانونی نمود و گرما را در سطح کوچکی متمرکز کرد. ثالثاً : مقدار انرژی به سادگی کنترل می گردد و رابعاً : نور لیزر می تواند از مواد شفاف عبور کند و بدون آنکه به محیط انرژی بدهد وارد محیط بعدی یا اعماق داخلی گردد. البته باید اشاره نمود ، که لیزرها وسایل نوری بسیار گران قیمت اند. و کار با آن نیز نیاز به تخصص خاص دارد که جنین چیزی در روش های معمول کمتر وجود دارد .

نور لیزر می تواند بر روی مواد مختلف تاثیر گذار باشد. مواد می توانند از سخت ترین مواد مانند الماس تا نرم ترین آنها مثل پلاستیک ها را شامل شوند.

برای مثال ، از لیزرها می توان در صنایع پلاستیک ، چرم و کاغذ استفاده کرد و سوراخ ها ، برشها با اشکال ظریف بر روی آن ها ایجاد کرد و یا می توان بر روی الماس سوراخ هایی به قطر چند میکرون ایجاد نمود. از کاربردهای جالب لیزرها می توان به موارد زیر اشاره کرد:

1 ـ لیزر به عنوان مته : باریکه های لیزر می توانند مانند مته عمل کنند و سوراخ هایی با ابعاد و اندازه های مختلف بر روی اجسام چه نرم و چه سخت ایجاد کنند و در این عمل سوراخ ها کاملاً صاف ، بدون خرده و بدون دندانه ساخته می شود . سوراخ هایی ریز برای افشانه های آثروسل جهت پراکندگی مایعات و گازها به کار می روند و گاهی قطر روزنه به حدود چند میکرون می رسد. با لیزرها می توان سوراخ هایی ریز و ظریفی بر یک عدسی تماسی ایجاد کرد تا مایعات آزادانه روی سطح چشم حرکت کنند و ضمناً دیده نیز نشوند.

2 ـ جوش کاری : جوش دادن یا متصل کردن قطعات به یکدیگر از قطعات بسیار کوچک تا صفحات بزرگ در صنعت لازم و حائز اهمیت می باشد و با لیزرها می توان نقاط را به یکدیگر متصل نمود بدون آن که به نقاط مجاور آسیبی وارد شود. بسیاری از شرکت های اتومبیل سازی ، هواپیما سازی ، با استفاده از جوش لیزری با سرعت بسیار زیاد قطعات را به هم متصل می کنند که با روش های معمول امکان آن وجود ندارد.

3 ـ برش های لیزری : برش اجسام با لیزر با سرعت و دقت بسیار زیاد انجام می شود لیزرها می توانند هر ماده ای را ببرند. بر خلاف برش هایی که به روش های معمول مثل تیغه های اره یا قوس الکتریکی انجام می شود ، برش های صاف تر و دقیق تر است. ضمناً به لبه های جدا شده از یکدیگر آسیبی نمی رساند. از لیزرها می توان در برش مواد سرامیکی برای صنعت الکترونیک استفاده نمود و یا می توان در برش لباس به صورت تولید انبوه استفاده کرد. مثلاً می توان بیش از چند صد دست لباس را با یک برش دقیق و به طور هم اندازه قطع نمود و در این حالت لبه ها سوزانده شده و نیازی به سر دوخت های بعدی نمی باشد . از مشخصات برش لیزری می توان به خودکار کردن فرآیند اشاره کرد زیرا به سادگی می توان از یک رایانه استفاده نمود که فرمان های لازم را به پرتو لیزری بدهد و عمل برش بر طبق برنامه تعیین شده انجام گردد.

4 ـ آلیاژ کاری سطحی : می تواند با عملیات حرارتی توسط باریکه لیزری سطوح را پردازش نمود و یا نوع سطح را تغییر داد که در آن ماده دیگری برای سطح جسم اول ذوب شده با سطح نمونه آلیاژی با مشخصات دلخواه تولید می کنند.

عملیات و فرآوری حرارتی لیزری می تواند باعث ایجاد سختی در جسم و آلیاژها گردد که از این خاصیت در ساخت چرخ دنده ها و سیلندرها با صافی و استحکام زیاد استفاده می شود.

5 ـ علامت گذاری و مینیاتوری : از باریکه های پر قدرت لیزری می توان به عنوان ایجاد علامت بر سطح اجسام استفاده نمود و در نتیجه می توان حتی بر سطوح بسیار کوچک و ریز نقش های دلخواه را به وجود آورد. و یا بر سطح نوشته های ظریف و موئینه حک نمود .

از لیزرها در تولید تراشه های الکترونیکی مانند ترانزیستورها استفاده می شود . به طوری که امروزه از لیزر در صنعت میکرو الکترونیک بهره های زیادی برده شده است.

کد گذاری لیزری بر روی اجناس مختلف و یا مشابه نیز بسیار مرسوم شده است و به استفاده از نشانه های ثبت شده بر روی جسم و بازخوان آنها توسط یک لیزر می توان مشخصات و قیمت را تعیین کرد.

از لیزرهای مهمی که در صنعت به کار برده می شود می توان به لیزر گازکربنیکCo2 با طول موج 6/10 میکرون و Nd:YAG با طول موج 1.06میکرون

تحقیق و بررسی در مورد دفع زباله های هسته ای

اختصاصی از ژیکو تحقیق و بررسی در مورد دفع زباله های هسته ای دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 19

زباله های هسته ای، زباله دان های هسته ای

مسأله چگونگی دفع پسماندهای هسته ای، مسأله ای بوده که از ابتدا ذهن اکثر کارشناسان مسائل محیط زیست را به خود جلب کرده است.     بسیاری از نیروگاه های تولید انرژی که با سوخت هسته ای کار می کنند در پایان زمان بهره برداری استاندارد خود قرار دارند. این مسأله در ایالات متحده آمریکا که عمده نیروگاه های آن درسال های پایانی فعالیت قرار دارند، نگرانی های بسیاری را به همراه داشته است. نیروگاه «گینا» که در شمال «روچستر» قرار دارد بیش از پیش در کانون توجه است.    زباله ها یا پسماندهای هسته ای، موادی هستند که در اثر فرایند تولید الکتریسیته در نیروگاه های هسته ای از طریق شکافت هسته ای تولید می شوند.    به طور کلی در تماس با مواد رادیواکتیوی ۲ نوع آلودگی وجود دارد: ۱ ـ سطح پائین، که بیشتر در مصارف پزشکی نظیر رادیولوژی، پرتودرمانی و اشعه ایکس وجود دارد.    در این سطح، به دلیل آن که مواد رادیواکتیو، عمر کوتاهی دارند، خیلی سریع از بین می روند.    ۲ـ سطح بالا،که در اثر حضور در مرکز راکتور هسته ای به وجود می آید، مواد رادیواکتیوی نظیر اورانیوم، پلوتونیوم و سایر عناصر رادیو اکتیوی به هنگام شکافت هسته ای تولید می شوند. بسیاری از عناصر تولید شده در این فرایند نیمه عمر بالایی دارند. بعضی از این مواد تا صدها سال نیز وجود دارند که وجود آنها صدمات جبران ناپذیری را به محیط زیست وارد می کند.    مسأله ای که باید برای دفن این زباله ها مد نظر داشت، میزان پرتوافشانی این مواد است چرا که پس از ۴ سال میزان رادیواکتیو موجود در مواد به دلیل کاهش ایزوتوپ ها به یک شانزدهم میزان اولیه می رسد.    چندی قبل انگلستان به دنبال آن بود که پسماندهای هسته ای خود را در فضای پیرامونی زمین و یا در اعماق آب دریاها قرار دهد. آنها بر این عقیده بودند که قراردادن این مواد در خارج از سطح زمین بهتر از نگهداری آنها در سطح زمین است. کمیته مدیریت پسماندهای هسته ای در بریتانیا، ۴ راه را برای از میان بردن این زباله ها پیشنهاد کرده است که به شرح زیر است:    ۱ـ دفن عمیق: که پسماندها در عمق ۳۰۰ متر تا ۲ کیلومتری زمین دفن شوند.    در این عمق از نظر زمین شناسی، صخره ها همچون محافظ عمل می کنند و مانع انتشار مواد می شوند.    ۲ـ دفن عمیق فازی: که همانند دفن عمیق است؛ با این تفاوت که قابلیت بازیابی مواد نیز وجود دارد.    ۳ـ دفن کم عمق نیمه عمر پسماندها: در این نوع مواد رادیو اکتیو که نیمه عمر کوتاهی دارند زیر سطح زمین دفن می شوند.    ۴ـ نگهداری موقت: این راه، یک راه حل موقتی است. در این راه مواد رادیواکتیو در روی زمین و یا زیر سطح آن نگهداری می شوند. البته باید توجه داشت که این نگهداری باید خارج از مناطق زیستی باشد.    طبق آخرین تحقیقات محققان، در انگلیس به طور متوسط افراد در فاصله ۴۲ کیلومتری از ۳۰ مرکز نگهداری پسماندهای هسته ای زندگی می کنند. همچنین از سوی مراکز تحقیقاتی معتبر تاکنون پیشنهادی برای محل دفن این زباله ها ارائه نشده است. در انگلستان چیزی در حدود ۴۷۰ هزار مترمکعب پسمانده هسته ای وجود دارد. در این کشور ۲ هزار مترمکعب زباله سطح بالا، ۲۰ هزار مترمکعب زباله سطح پائین، ۴ هزار و ۳۰۰ مترمکعب پلوتونیوم و ۷۵ هزار مترمکعب اورانیوم وجود دارد. این نگرانی وجود دارد که با افزایش استفاده کشورها از نیروگاه های هسته ای تا ۱۰۰ سال آینده منطقه ای عاری از رادیواکتیو وجود نداشته باشد.    آلفا، بتا و گاما اشعه هایی هستند که میزان رادیو اکتیو بالایی دارند. به غیر از این ۳ اشعه، نوترون نیز وجود دارد که در داخل راکتور هسته ای تولید می شود. هر کدام از این اشعه ها، محافظت و پیشگیری خاص خود را دارند.    اشعه آلفا از پوست عبور نمی کند، ولی با استفاده از یک ورق کاغذ می توان از برخورد آن با بدن جلوگیری کرد. اگر این اشعه به شش برسد می تواند خطرناک باشد. اشعه بتا می تواند وارد بدن شود، اما با استفاده از یک فویل آلومینیوم می توان از تابش آن در امان بود. اشعه گاما می تواند به طور مستقیم وارد بدن شود و برای محافظت از تابش آن باید از چند سانتیمتر سرب استفاده کرد!    در ایالات متحده آمریکا، پسماندهای هسته ای که از چرخه سوخت در نیروگاه هسته ای و یا

تحقیق و بررسی در مورد انرژی هسته ای 25 ص

اختصاصی از ژیکو تحقیق و بررسی در مورد انرژی هسته ای 25 ص دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 29

مقدمه:

حدود 100 سال پیش که برای اولین بار مسئله استفاده از انرژی عظیم هسته ای مطرح شد، بشر نمی‌توانست درک تجربی و صحیحی نسبت به این موضوع داشته باشد. ولی دیری نپائید که دانش و تکنولوژی این انرژی در اختیار بشر قرار گرفت و توانست استفاده از آن را تجربه نماید.

دیرزمانی اگر کسی مسئله پرواز در آسمان و یا سفر به خارج این کره خاکی و گردش به دور آن را مطرح می کرد، حتماً او را خیالپرداز و مجنون قلمداد می کردند و یا به خاطر اظهار بعضی حقایق فرد را به توبه در کلیسا وا می‌داشتند!

زمانی روباتها و ابرکامپیوترها که می‌توانستند چندین محاسبه ریاضی را در چند ثانیه انجام دهند، فقط در داستانهای تخیّلی نویسندگان پیدا می شد. خلاصه همیشه در تمامی اعصار وقتی مطلبی فوق دانش و درک مردم آن زمان مطرح می‌شد در برابر مخالفتها و انتقادهای شدیدی قرار می‌گرفت ولی بعد از طی روزگاری، همگان به پیشرفتهای فوق العاده در آن زمینه مواجه می‌شدند و حتی این پیشرفت را موجب فراهم آمدن آسایش بیشتر خود می‌دیدند و حالا در عصرها بحث نانوتکنولوژی مطرح شده است، موضوعی که در تمامی ابعاد زندگی بشر و رشته های مختلف علمی ارتباط مستقیم و میسر خواهد داشت.

نانوتکنولوژی چنان روی کرد و نگرش به تکنولوژی را متحول ساخت که در صورت تحقق و رسیدن به مقصدی که ترسیم شده است، شاید بزرگترین جهش انسان برای صعود به قله های رفیع خواهد بود. اکنون جهان متوجه این رویکرد متحول کننده شده و متخصصین و دانشمندان در نقاط مختلف این کره‌ی خاکی دست به پژوهش و مطالعات وسیعی در این زمینه زده اند و طبق گفته‌ی برخی از آنان پیشرفت‌های صورت گرفته و روند رو به رشد نانو، بیش از حد انتظار و پیش‌بینی است.

نانوتکنولوژی چیست؟

نانوتکنولوژی مولکولی، نامی است که به یک نوع فن‌آوری تولیدی اطلاق می شود. همانطور که از نامش پیداست، نانوتکنولوژی مولکولی، هنگامی محقق می شود که ما توانایی ساختن چیزها را از اتمها داشته باشیم و در این صورت ما توانایی آرایش دوباره مواد را با دقت اتمی خواهیم داشت. هدف نانوتکنولوژی ساختن مولکول به مولکول آینده است. همان طور که وسایل مکانیکی به ما اجازه می دهند که چیزی فراتر از نیروی فیزیکی خود به دست آوریم، علم نانویی و تولید در مقیاس نانو هم، سبب می شود تا ما بتوانیم پا را فراتر از محدودیتهای اندازه ای که به طور طبیعی موجود است، بگذاریم و درست روی واحدهای ساختاری مواد کار کنیم، جایی که خاصیت مواد مشخص می شود و با تغییر در آن واحدها می توان تغییرات خواص را ایجاد کرد. برای کنترل ساختار مواد، باید یک سیستم کامل و ارزان قیمت در اختیار داشته باشیم. فرض اصلی در نانوتکنولوژی این است که تقریباً همه ساختارهای باثبات شیمیایی که از نظر قوانین فیزیک رد نمی‌شوند را می توان ساخت.

ماهیت نانوتکنولوژی، عبارت است از توانایی کارکردن در تراز اتمی، مولکولی و فراتر از مولکولی، در ابعاد بین 1 تا 100 نانومتر، با هدف ساخت و دخل و تصرف در چگونگی آرایش اتمها یا مولکولها با استفاده از مواد، وسایل و سیستم هایی با تواناییهای جدید و اعمال تازه که ناشی از ابعاد کوچک ساختارشان می باشد.

همه مواد و سیستم ها زیربنای ساختاری خود را در مقیاس نانو ترتیب می دهند. در اینجا مثال‌هایی را ذکر می کنیم. یک مولکول آب دارای قطری حدود یک نانومتر است. قطر یک نانوتیوب تک لایه 2/1 نانومتر می باشد. کوچکترین ترانزیستورها به اندازه 20 نانومتر می باشند. مولکول DNA، 5/2 نانومتر پهنا دارد و پروتئینها بین 1 تا 20 نانومتر هستند. قطر ATP، 10 نانومتر بوده و یک وسیله مولکولی نیز ممکن است در حدود چند نانومتر باشد. کنترل مواد در مقیاس نانویی به معنای ساختن ساختارهای بنیانی در مقیاسی است که خواص اساسی معین می شود. تا آنجایی که ما از طبیعت اطلاعات در دست داریم، این آخرین مقیاس تولید است. نانوتکنولوژی، اتحاد ساختارهای نانویی در جهت ایجاد ساختارهای بزرگتر را که می توانند در صنعت، پزشکی و حفاظت محیط زیست استفاده شوند، شامل می شود.

دانشمندان اخیراً این توانایی را پیدا کرده اند که بتوانند اتمها را به طور مستقیم مشاهده کرده و دستکاری کنند ولی این تنها بخش کوچکی از تکنیکهایی است که در علم نانویی و همچنین فن‌آوری، به دست آمده است. هنوز چند دهه به توانایی تولید محصولات تجاری باقی است ولی مدلهای تئوری کامپیوتری و محاسباتی، نشان می دهند که دستیابی به سیستم های تولید مولکولی امکان پذیر است. چرا که این مدلها، قوانین فیزیک کنونی را نقص نمی کنند. امروزه دانشمندان وسایل و تکنیکهای زیادی را که برای تبدیل نانوتکنولوژی از مدلهای کامپیوتری به واقعیت لازم است اختراع و تبدیل می کنند.

دقت به عنوان منفعت ماشینهای مولکولی مدنظر می باشد و همچنین یکی از کلیدهای مهم برای درک لزوم پیشرفت در زمینه این فن‌آوری است. دقت در اینجا به این معناست که برای هر اتم جایی وجود دارد و هر اتم در جایگاه خودش است. ما از ماشینهای دقیق برای تولید محصولات با دقت مساوی، استفاده خواهیم کرد. فن آوری تا به حال هرگز چنین کنترل دقیقی نداشته است و همه ی فن آوریهای کنونی ما، فن آوریهای بزرگی هستند. امروزه ما تکه یا توده‌ای از چیزی را در مقابل خود قرار می‌دهیم و به آن چیزی اضافه کرده و یا از آن تکه هایی را کم می کنیم و در نهایت وسیله موردنظرمان را با این اعمال ایجاد می کنیم. در واقع ما وسایلمان را از سرهم کردن قسمتهای مختلف تولید می کنیم بدون آنکه نسبت به ساختمان مولکولی آنها توجهی داشته باشیم. در گذشته ساخت با دقت اتمی، تنها در محصولات کریستالها یا در سازمان های زنده ی زیستی مانند ریبوزومها که پروتئین موردنیاز موجود زنده را فراهم می کنند و یا DNA که اطلاعات مورد نیاز برای ایجاد موجود زنده را حمل می کند، دیده شده است. ما در جریان پیشرفت نانوتکنولوژی روندی به سوی دستیابی به درجه ای از کنترل سیستمها که قبلاً تنها در طبیعت موجود بوده، در پیش‌رو داریم.

منفعتهای دیگر وقتی نمایان می شوند که اندازه‌ی وسایل قابل ساخت را مورد توجه قرار می‌دهیم. وقتی ما در مقیاس اتمی کار کنیم، می توانیم دستگاههایی بسازیم که می‌توانند به جاهای غیرقابل تصور از نظر کوچکی بروند.

دو وسیله ی بسیار حساس که هنوز ساخته نشده اند در نانوتکنولوژی عبارتند از:

1- نانوکامپیوتر 2- نانواسمبلر

نانوکامپیوتر ماشینی مولکولی است که قادر است یک رشته اعمالی را به اجرا درآورد و آنها را اداره کند و در نهایت نتیجه‌ای را تولید نماید. در عمل این وسیله تا حدی با میکروپردازشگرهای امروزی متفاوت است. اگر چه شباهتهای نادری با کامپیوترهای قدیمی و مکانیکی که توسط

Charles Babbage در دوره‌ی ویکتوریا طراحی شده بود، دارد. همچنین دارای دستگاه ثبت کننده ای است که چیزی شبیه

حقیق و بررسی در مورد فیزیک هسته ای 10 ص

اختصاصی از ژیکو حقیق و بررسی در مورد فیزیک هسته ای 10 ص دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 11

بسم الله الرحمن الرحیم

فیزیک هسته ای

نام و نام خانوادگی:

نفیسه روشن نیا

عطیه شیبانی راد

دبیرراهنما:

سرکار خانم سلیمی

پایه تحصیلی:دوم ریاضی وتجربی

دبیرستان فرزانگان 2

سال تحصیلی86-87

مقدمه

درون هر اتم می‌توان سه ذره ریز پیدا کرد: پروتون، نوترون و الکترون.پروتونها در کنار هم قرار می‌گیرند و هسته اتم را تشکیل می‌دهند، در حالی که الکترونها به دور هسته می‌چرخند. پروتون بار الکتریکی مثبت و الکترون بار الکتریکی منفی دارد و از آنجا که بارهای مخالف ، یکدیگر را جذب می‌کنند، پروتون و الکترون هم یکدیگر را جذب می‌کنند و همین نیرو، سبب پایدار ماندن الکترونها در حرکت به دور هسته می‌گردد. در اغلب حالت‌ها تعداد پروتونها و الکترونهای درون اتم یکسان است، بنابراین اتم درحالت عادی و طبیعی خنثی است.نوترون، بار خنثی دارد و وظیفه اش در هسته، کنار هم نگاه داشتن پروتونهای هم بار است.

اتمهای ناپایدارتا اوایل قرن بیستم، تصور می‌شد تمامی اتم‌ها پایدار هستند، اما با کشف خاصیت پرتوزایی اورانیوم توسط بکرل مشخص شد برخی عناصر خاص دارای ایزوتوپ های رادیواکتیو هستند و برخی دیگر، تمام ایزوتوپ هایشان رادیواکتیو است. رادیواکتیو بدان معنی است که هسته اتم از خود تشعشع ساطع می‌کند.

هیدورژن ایزوتوپ های متعددی دارد و فقط یکی از آنها رادیو اکتیو است. هیدروژن طبیعی ،هیدروژن 2 یا دو تریوم است که یک پروتون و یک نوترون در هسته خود جای داده استولی ایزوتوپ بعدی که تریتیوم خوانده می‌شود، ناپایدار است

/

واپاشی رادیو اکتیو1- واپاشی آلفا2- واپاشی بتا3- شکافت خودبه خودی

در این فرآیندها چهار نوع تابش رادیواکتیو مختلف تولید می‌شود:1- پرتو آلفا2- پرتو بتا3- پرتو گاما4- پرتوهای نوترون

تابش های طبیعی خطرناک

ذرات پر انرژی آلفا، بتا، نوترونها، پرتوهای گاما و پرتوهای کیهانی، همگی به تابش های یون ساز معروفند، بدین معنی که بر همکنش آنها با اتم‌ها منجر به جداسازی الکترون‌ها از لایه ظرفیتشان می‌شود. از دست دادن الکترونها، مشکلات زیادی از جمله مرگ سلول‌ها و جهش های ژنتیکی را برای موجودات زنده به دنبال دارد. جالب است بدانید جهش ژنتیکی عامل بروز سرطان است.ذ رات آلفا، اندازه بزرگتری دارند و از این رو توانایی نفوذ زیادی در مواد ندارند، مثلاً حتی نمی توانند از یک ورق کاغذ عبور کنند. از این رو تا زمانی که در خارج بدن هستند تأثیری روی افراد ندارند. ولی اگر مواد غذایی آلوده به مواد تابنده ذرات آلفا بخورید، این ذرات می‌توانند آسیب مختصری درون بدن ایجاد کنند.ذرات بتا توانایی نفوذ بیشتری دارند که البته آن هم خیلی زیاد نیست، ولی در صورت خورده شدن خطر بسیار بیشتری دارند. ذرات بتا را می‌توان با یک ورقه فویل آلومینویم یا پلکسی گلاس متوقف کرد.پرتوهای گاما همانند اشعه X فقط با لایه های ضخیم سربی متوقف می‌شوند. نوترونها هم به دلیلی بی یار بودن، قدرت نفوذ بسیار بالایی دارند و فقط با لایه های بسیار ضخیم بتن یا مایعاتی چون آب و نفت متوقف می‌شوند. پرتوهای گاما و پرتوهای نوترون به دلیل همین قدرت نفوذ بالا می‌توانند اثرات بسیار وخیمی بر سلول های موجودات زنده بگذارند، تأثیراتی که گاه تا چند نسل ادامه خواهد داشت..

ساختار نیروگاهاتمی

طی سال های گذشته اغلب کشورها بهاستفاده از این نوع انرژی هسته ای تمایل داشتند و حتی دولت ایران ۱۵ نیروگاه اتمیبه کشورهای آمریکا، فرانسه و آلمان سفارش داده بود. ولی خوشبختانه بعد از وقوع دوحادثه مهم تری میل آیلند (Three Mile Island) در ۲۸ مارس ۱۹۷۹ و فاجعه چرنوبیل (Tchernobyl) در روسیه در ۲۶ آوریل ۱۹۸۶، نظر افکار عمومی نسبت به کاربرد اتم برایتولید انرژی تغییر کرد و ترس و وحشت از جنگ اتمی و به خصوص امکان تهیه بمب اتمی درجهان سوم، کشورهای غربی را موقتاً مجبور به تجدیدنظر در برنامه های اتمی خودکرد.

نیروگاه اتمی در واقع یک بمب اتمی است که به کمک میله های مهارکننده وخروج دمای درونی به وسیله مواد خنک کننده مثل آب و گاز، تحت کنترل درآمده است. اگرروزی این میله ها و یا پمپ های انتقال دهنده مواد خنک کننده وظیفه خود را درستانجام ندهند، سوانح متعددی به وجود می آید و حتی ممکن است نیروگاه نیز منفجر شود،مانند فاجعه نیروگاه چرنوبیل شوروی. یک نیروگاه اتمی متشکل از مواد مختلفی است کههمه آنها نقش اساسی و مهم در تعادل و ادامه حیات آن را دارند. این مواد عبارت انداز:۱-ماده سوخت متشکل از اورانیوم طبیعی، اورانیوم غنی شده، اورانیوم وپلوتونیم است:عمل سوختن اورانیوم در داخل نیروگاه اتمی متفاوت از سوختنزغال یا هر نوع سوخت فسیلی دیگر است. در این پدیده با ورود یک نوترون کم انرژی بهداخل هسته ایزوتوپ اورانیوم ۲۳۵ عمل شکست انجام می گیرد و انرژی فراوانی تولید میکند. بعد از ورود نوترون به درون هسته اتم، ناپایداری در هسته به وجود آمده و بعداز لحظه بسیار کوتاهی هسته اتم شکسته شده و تبدیل به دوتکه شکست و تعدادی نوترون میشود. تعداد متوسط نوترون ها به ازای هر ۱۰۰ اتم شکسته شده ۲۴۷ عدد است و این نوترونها اتم های دیگر را می شکنند و اگر کنترلی در مهار کردن تعداد آنها نباشد واکنششکست در داخل توده اورانیوم به صورت زنجیره ای انجام می شود که در زمانی بسیارکوتاه منجر به انفجار شدیدی خواهد شد.در واقع ورود نوترون به درون هسته اتماورانیوم و شکسته شدن آن توام با انتشار انرژی معادل با ۲۰۰ میلیون الکترون ولت استاین مقدار انرژی در سطح اتمی بسیار ناچیز ولی در مورد یک گرم از اورانیوم در حدودصدها هزار مگاوات است. که اگر به صورت زنجیره ای انجام شود، در کمتر از هزارم ثانیهمشابه بمب اتمی عمل خواهد کرد.اما اگر تعداد شکست ها را در توده اورانیوم وطی زمان محدود کرده به نحوی که به ازای هر شکست، اتم بعدی شکست حاصل کند شرایط یکنیروگاه اتمی به وجود می آید. به عنوان مثال نیروگاهی که دارای ۱۰ تن اورانیومطبیعی است قدرتی معادل با ۱۰۰ مگاوات خواهد داشت و به طور متوسط ۱۰۵ گرم اورانیوم۲۳۵در روز در این نیروگاه شکسته می شود و همان طور که قبلاً گفته شد در اثر جذبنوترون به وسیله ایزوتوپ اورانیوم ۲۳۸ اورانیوم ۲۳۹ به وجود می آمد که بعد از دوبار انتشار پرتوهای بتا (یا الکترون) به پلوتونیم ۲۳۹ تبدیل می شود که خود ماننداورانیوم ۲۳۵ شکست پذیر است. در این عمل ۷۰ گرم پلوتونیم حاصل می شود. ولی اگرنیروگاه سورژنراتور باشد و تعداد نوترون های موجود در نیروگاه زیاد باشند مقدار جذببه مراتب بیشتر از این خواهد بودو مقدار پلوتونیم های به وجود آمده از مقدار آنهاییکه شکسته می شوند بیشتر خواهند بود. در چنین حالتی بعد از پیاده کردن میله های سوختمی توان پلوتونیم به وجود آمده را از اورانیوم و فرآورده های شکست را به کمک واکنشهای شیمیایی بسیار ساده جدا و به منظور تهیه بمب اتمی ذخیره کرد.۲-نرمکننده ها موادی هستند که برخورد نوترون های حاصل از شکست با آنها الزامی است و برایکم کردن انرژی این نوترون ها به کار می روند. زیرا احتمال واکنش شکست پی در پی بهازای نوترون های کم انرژی بیشتر می شود. آب سنگین (D2O) یا زغال سنگ (گرافیت) بهعنوان نرم کننده نوترون به کار برده می شوند. ۳-میله های مهارکننده: اینمیله ها از مواد جاذب نوترون درست شده اند و وجود آنها در داخل رآکتور اتمی الزامیاست و مانع افزایش