لینک دانلود و خرید پایین توضیحات
فرمت فایل word و قابل ویرایش و پرینت
تعداد صفحات: 7
پلوتونیوم
پلوتونیوم در طبیعت نایاب است.مقدار بسیار کمی پلوتونیوم ممکن است در معادن اورانیوم یافت شود که ناشی از واکنشهای هسته ای است که بطور طبیعی صورت گرفته است.بنابر این پلوتونیوم را میتوان عنصر ساخت بشر دانست.در نیروگاههای اتمی در اثر جذب نوترون توسط اورانیوم 238 پلوتونیوم تولید میشود.این عنصر دارای 15 ایزوتوپ است که مهمترین آنها عبارتند از Pu238 با نیمه عمر حدود 88 سال Pu239 با نیمه عمر حدود 24000 سال Pu240 با نیمه عمر حدود 6500 سال Pu241 با نیمه عمر حدود 14 سال Pu242 با نیمه عمر حدود 37600 سال. نمیه عمر زمانی است که نیمی از جرم یک عنصر شکافت پذیر نطیر اورانیوم و پلوتونیم شکافت میابد و به عناصر دیگر تبدیل میشود.
ایزوتوپ 238 در اثر شکافت گرمای زیادی تولید میکند.این گرما در ژنراتورهای گرمایی رادیوایزوتوپ میتواند الکتریسیته تولید کند.در 24 سفینه فضایی آمریکا نطیر ویجر و کاسینی از این ژنراتورها که ممکن است 40 سال قابلیت تولید الکتریسیته داشته باشند استفاده شده است.این ایزوتوپ در اثر جذب چند باره نوترون توسط اورانیوم 235 تولید میشود.
ایزوتوپ 239 بیشترین درصد پلوتونیوم تولید شده در نیروگاهها را بخود اختصاص داده است .پلوتونیوم حاوی حداقل 93 درصد ایزوتوپ 239 پلوتونیوم رده نظامی نامیده میشود و در ساخت بمب اتم کاربرد دارد.با برخورداری از سطح فناوری پایین در ساخت بمب اتمی میتوان با 3 تا 6 کیلوگرم پلوتونیوم رده نظامی بمب اتمی با قدرت 1 تا 20 کیلوتون تولید کرد. با سطح بالایی از فناوری میتوان با 1 تا 3 کیلو گرم بمبی با قدرت مشابه تولید کرد.
ایزوتوپ 240 بسیار شکافت پذیر است و مشابه ایزوتوپ 238 گرمای زیادی تولید میکند. نوترونهای زیاد تولید شده توسط این ایزوتوپ موجب میشود کاهش درصد آن در پلوتونیوم رده نظامی مد نظر قرار گیرد بدلیل آنکه احتمال شروع زودهنگام واکنش هسته ای را افزایش میدهد.
ایزوتوپ 241 تبدیل به آمریکیوم 241 میشود که به شدت پرتوزاست ( پرتو های پر انرژی آلفا ، ایکس و گاما ) و به این جهت در صورت عدم کاهش درصد آن در پلوتونیوم فعالیت انسانها در نزدیکی آن ممکن نخواهد بود و جابجایی آن میبایست توسط دستگاه صورت گیرد.
در یک نیروگاه هسته ای ابتدا پلوتونیوم 239 تولید میشود. حدود یک سوم این پلوتونیوم در طول مدت کار نیروگاه شکافت میابد و انرژی تولید میکند و حدود یک ششم آن با جذب نوترون بیشتر به ایزوتوپهای بالاتر تبدیل میشود. در صد ایزوتوپهای پلوتونیوم تولید شده در یک نیروگاه اتمی به نوع و نحوه کار آن بستگی دارد در کارکرد معمولی درصد ایزوتوپها به شرح جدول زیر است:
نوع نیروگاه
میزان سوختGWd/t
درصد ایزوتوپها
Pu-239
Pu-240
Pu-241
Pu-242
GCR
3.6
77.9
18.1
3.5
0.5
PHWR
7.5
66.4
26.9
5.1
1.5
AGR
18.0
53.7
30.8
9.9
5.0
RBMK
20.0
50.2
33.7
10.2
5.4
BWR
27.5
59.8
23.7
10.6
3.3
PWR
33.0
56.0
24.1
12.8
5.4
پلوتونیوم تولید شده در نیروگاههای هسته ای پلوتونیوم رده نیروگاهی نامیده میشود و برای ساخت بمب اتم مناسب نیست.در جدول زیر درصد ایزوتوپهای پلوتونیوم رده نظامی و رده نیروگاهی با هم مقایسه شده اند:
Pu-238 (%)
Pu-239 (%)
Pu-240 (%)
Pu-241 (%)
Pu-242 (%)
پلوتونیوم رده نیروگاهی(3,7% U-235, 43,000 MWd/t)
2
53
24
15
6
پلوتونیوم رده نطامی
93
7
تحقیق و بررسی در مورد پلوتونیوم
