chemblog
عضو جدید
سلام دوستان
در این قسمت توضیحاتی مختصر در مورد تکنولوژی هسته ای برای شما دوستان قرار داده ام امیدوارم مفید باشد
مواد راديواکتيو به موادي گفته مي‌شود که بدون اينکه به وسيله نور يا بمباران الکتروني تحريک شوند از خود نور ساطع مي‌کنند . هسته‌هاي ناپايدار راديواکتيو خود به خود دچار تغييراتي مي‌شوند که در اثر آن تغييرات ، ترکيبات هسته‌اي پايدارتر به‌وجود مي‌آيند .بعضي از هسته‌هاي ناپايدار به طور طبيعي وجود دارند و بعضي ديگر ساخته دست انسانند . مواد راديواکتيو سه نوع پرتو با ذرات پر انرژي از خود ساطع مي‌کنند ، پرتوهاي آلفا ، بتا و گاما. اين سه نوع پرتو از نظر بار ، جرم ، انرژي و قدرت نفوذ در اجسام مختلف با هم فرق دارند. پرتوهاي آلفا داراي ذرات باردار مثبت ، پرتو بتا حامل ذرات باردار منفي و پرتو گاما متشکل از ذرات بدون بار هستند. مواد راديواکتيو به دليل ناپايداري که دارند با تابش اين پرتوها به هسته‌هاي پايداري تبديل مي‌شوند. در واکنشهاي هسته‌اي ، انرژي فوق‌العاده زيادي ( در مقايسه با واکنشهاي شيميايي ) ردوبدل مي‌شود. از جمله واکنشهاي هسته‌اي ، شکافت هسته‌اي و همجوشي هسته‌اي را مي‌توان نام برد. در شکافت هسته‌اي يک هسته راديواکتيو ناپايدار به دو هسته پايدار و مقدار بسيار زيادي انرژي تبديل مي‌شود. صنعتي شدن و زياد شدن مصرف روزافزون انرژي بخصوص در کشورهاي صنعتي ، آنها را به اين فکر انداخت که به جاي استفاده از انرژي گران شيميايي ، از انرژي بسيار بيشتر و مقرون به صرفه‌تر هسته‌اي استفاده کنند . متاسفانه اولين استفاده از انرژي هسته‌اي ، ساخت بمب اتم توسط ايالت متحده آمريکا در جنگ جهاني دوم بود . بمب اتمي که شهر هيروشيما را ويران کرد از اورانيم 235 ساخته شده بود .بمب ديگر که سه روز بعد شهر ناکازاکي را ويران نمود ، از پولونيم 239 ساخته شده بود. علاوه بر بمباران شهرها و ويراني ، يک مسئله فرعي ، ريزشهاي راديواکتيو از آزمايشهاي بمب هسته‌اي است. در انفجار بمب هسته‌اي ، مقدار قابل توجهي محصولات شکافت راديواکتيو پراکنده مي‌شوند . اين مواد به وسيله وزش باد از يک بخش جهان به نقاط ديگر آن منتقل مي‌شوند و به وسيله برف و باران از جو فرو مي‌ريزند . بعضي از مواد راديواکتيو طول‌عمر زيادي دارند ؛ آنها به وسيله مواد غذايي روينده جذب ، و به وسيله’ انسانها و حيوانات خورده مي‌شوند . معلوم شده است که اين گونه مواد راديواکتيو آثار ژنتيکي و همچنين آثار جسماني زيان‌آوري دارند . جهت ديگري که استفاده از توان هسته‌اي به مقياس وسيعي به طرف آن سوق يافته ، توليد انرژي الکتريکي از انرژي رها شده در عمل شکافت است . تقريبا در تمام سيستمهاي توليد توان هسته‌اي موجود ، راکتور منبع گرما براي به کار انداختن توربينهاي بخار است ؛ اين توربينها مولدهاي الکتريکي را درست به همان گونه به حرکت در مي‌آورند که توانگاههاي نفت سوز يا زغال سوخت عمل مي‌کنند . در يک توانگاه هسته‌اي معمولي ماده’ شکافت‌پذير به جاي زغال سنگ يا نفت به کار مي‌رود و بنابراين يک منبع جديد انرژي به صورت الکتريسيته فراهم مي‌گردد. بمبهاي هسته‌اي نمونه‌اي از انجام واکنشهاي شکافت هسته‌اي هستند که در آن يک نوترون سرگردان به يک عنصر راديواکتيو تابانده شده و آن عنصر با تاباندن نوترونهاي ديگر به عنصر راديواکتيو ديگر و پاره‌هاي شکافت و انرژي بسيار زياد تبديل مي‌شود. هنگامي که مي‌خواهند از اين انرژي آزاد شده در نيروگاهها استفاده کنند، اين انرژي آزاد شده را کنترل مي‌کنند و مواد متعادل کننده‌اي به عنصر راديواکتيو مي‌افزايند که نوترونها يکي يکي آزاد شده و انرژي کم‌کم آزاد شود. اما در بمبهاي هسته‌اي تمام نوترونها با هم آزاد مي‌شوند و انرژي بسيار زيادي ناگهان آزاد مي‌شود. و اما بمبهاي ئيدروژني، نمونه‌اي از انجام واکنشهاي همجوشي هستند. در اين فرآيند، از طريق بمباران مواد سبک مناسبي که به عنوان هدف قرار مي‌گيرند، با مثلاْْ دوترونهايي پرانرژي که از يک شتابدهنده‌ي ذره‌اي پرتاب مي‌شوند، هسته‌هايي توليد مي‌شوند که هم از هسته‌هاي پرتابه‌ها و هم از هسته‌هايي که هدف قرار گرفته‌اند، سنگين‌ترند. البته در اين واکنشها تعدادي ذرات اضافي و مقدار زيادي انرژي نيز آزاد مي‌گردد. همجوشي دو ايزوتوپ هيدروژن، دوتريم و تريتيم، امکان فراهم آمدن منابع بزرگي از انرژي را براي مثلاْْ توانگاههاي الکتريکي به دست مي‌دهد که البته هنوز دانشمندان موفق به استفاده از آن در اين توانگاهها نشده‌اند. همجوشي چهار پروتون و تبديل آنها به هسته‌ي هليم منبع اصلي انرژي خورشيد است. آزاد شدن انرژي زياد با فرآيند همجوشي بر روي زمين، تاکنون فقط به وسيله‌ي انفجارهاي گرما هسته‌اي، از قبيل بمبهاي هيدروژني ممکن بوده است و هنوز دانشمندان نتوانسته‌اند اين انرژي را به صورت مهار شده درآورده و استفاده نمايند. يک بمب هيدروژني، مرکب از مخلوطي از عناصر سبک با يک بمب شکافتي است. ذرات پرانرژي که به وسيله‌ي واکنش شکافت ايجاد مي‌شود، به عنوان آغازگر واکنش همجوشي به کار مي‌آيد. انفجار يک بمب شکافتي، دمايي در حدود 7^10 * 5 درجه کلوين توليد مي‌کند که براي ايجاد واکنش همجوشي کافي است. به دنبال آن واکنشهاي همجوشي مقادير عظيمي انرژي آزاد مي‌کنند. انرژي آزاد شده‌ي کل بسيار بيشتر از آن خواهد بود که از بمب شکافتي، به تنهايي، آزاد مي‌شود. علاوه بر اين، براي اندازه‌ي بمبهاي شکافتي نوعي حد بالا وجود دارد که در ماوراي آن قدرت تخريبي اين بمبها خيلي بيشتر نمي‌شود ( زيرا ماده‌ي شکافت پذير اضافي آنها پيش از آنکه بتواند دچار شکافت شود، پراکنده مي‌گردد)، اما براي اندازه‌ي سلاحهاي هيدروژني چنين حدي وجود ندارد و بنابراين قدرت تخريب آن محدوديت ندارد.
در این قسمت توضیحاتی مختصر در مورد تکنولوژی هسته ای برای شما دوستان قرار داده ام امیدوارم مفید باشد
مواد راديواکتيو به موادي گفته مي‌شود که بدون اينکه به وسيله نور يا بمباران الکتروني تحريک شوند از خود نور ساطع مي‌کنند . هسته‌هاي ناپايدار راديواکتيو خود به خود دچار تغييراتي مي‌شوند که در اثر آن تغييرات ، ترکيبات هسته‌اي پايدارتر به‌وجود مي‌آيند .بعضي از هسته‌هاي ناپايدار به طور طبيعي وجود دارند و بعضي ديگر ساخته دست انسانند . مواد راديواکتيو سه نوع پرتو با ذرات پر انرژي از خود ساطع مي‌کنند ، پرتوهاي آلفا ، بتا و گاما. اين سه نوع پرتو از نظر بار ، جرم ، انرژي و قدرت نفوذ در اجسام مختلف با هم فرق دارند. پرتوهاي آلفا داراي ذرات باردار مثبت ، پرتو بتا حامل ذرات باردار منفي و پرتو گاما متشکل از ذرات بدون بار هستند. مواد راديواکتيو به دليل ناپايداري که دارند با تابش اين پرتوها به هسته‌هاي پايداري تبديل مي‌شوند. در واکنشهاي هسته‌اي ، انرژي فوق‌العاده زيادي ( در مقايسه با واکنشهاي شيميايي ) ردوبدل مي‌شود. از جمله واکنشهاي هسته‌اي ، شکافت هسته‌اي و همجوشي هسته‌اي را مي‌توان نام برد. در شکافت هسته‌اي يک هسته راديواکتيو ناپايدار به دو هسته پايدار و مقدار بسيار زيادي انرژي تبديل مي‌شود. صنعتي شدن و زياد شدن مصرف روزافزون انرژي بخصوص در کشورهاي صنعتي ، آنها را به اين فکر انداخت که به جاي استفاده از انرژي گران شيميايي ، از انرژي بسيار بيشتر و مقرون به صرفه‌تر هسته‌اي استفاده کنند . متاسفانه اولين استفاده از انرژي هسته‌اي ، ساخت بمب اتم توسط ايالت متحده آمريکا در جنگ جهاني دوم بود . بمب اتمي که شهر هيروشيما را ويران کرد از اورانيم 235 ساخته شده بود .بمب ديگر که سه روز بعد شهر ناکازاکي را ويران نمود ، از پولونيم 239 ساخته شده بود. علاوه بر بمباران شهرها و ويراني ، يک مسئله فرعي ، ريزشهاي راديواکتيو از آزمايشهاي بمب هسته‌اي است. در انفجار بمب هسته‌اي ، مقدار قابل توجهي محصولات شکافت راديواکتيو پراکنده مي‌شوند . اين مواد به وسيله وزش باد از يک بخش جهان به نقاط ديگر آن منتقل مي‌شوند و به وسيله برف و باران از جو فرو مي‌ريزند . بعضي از مواد راديواکتيو طول‌عمر زيادي دارند ؛ آنها به وسيله مواد غذايي روينده جذب ، و به وسيله’ انسانها و حيوانات خورده مي‌شوند . معلوم شده است که اين گونه مواد راديواکتيو آثار ژنتيکي و همچنين آثار جسماني زيان‌آوري دارند . جهت ديگري که استفاده از توان هسته‌اي به مقياس وسيعي به طرف آن سوق يافته ، توليد انرژي الکتريکي از انرژي رها شده در عمل شکافت است . تقريبا در تمام سيستمهاي توليد توان هسته‌اي موجود ، راکتور منبع گرما براي به کار انداختن توربينهاي بخار است ؛ اين توربينها مولدهاي الکتريکي را درست به همان گونه به حرکت در مي‌آورند که توانگاههاي نفت سوز يا زغال سوخت عمل مي‌کنند . در يک توانگاه هسته‌اي معمولي ماده’ شکافت‌پذير به جاي زغال سنگ يا نفت به کار مي‌رود و بنابراين يک منبع جديد انرژي به صورت الکتريسيته فراهم مي‌گردد. بمبهاي هسته‌اي نمونه‌اي از انجام واکنشهاي شکافت هسته‌اي هستند که در آن يک نوترون سرگردان به يک عنصر راديواکتيو تابانده شده و آن عنصر با تاباندن نوترونهاي ديگر به عنصر راديواکتيو ديگر و پاره‌هاي شکافت و انرژي بسيار زياد تبديل مي‌شود. هنگامي که مي‌خواهند از اين انرژي آزاد شده در نيروگاهها استفاده کنند، اين انرژي آزاد شده را کنترل مي‌کنند و مواد متعادل کننده‌اي به عنصر راديواکتيو مي‌افزايند که نوترونها يکي يکي آزاد شده و انرژي کم‌کم آزاد شود. اما در بمبهاي هسته‌اي تمام نوترونها با هم آزاد مي‌شوند و انرژي بسيار زيادي ناگهان آزاد مي‌شود. و اما بمبهاي ئيدروژني، نمونه‌اي از انجام واکنشهاي همجوشي هستند. در اين فرآيند، از طريق بمباران مواد سبک مناسبي که به عنوان هدف قرار مي‌گيرند، با مثلاْْ دوترونهايي پرانرژي که از يک شتابدهنده‌ي ذره‌اي پرتاب مي‌شوند، هسته‌هايي توليد مي‌شوند که هم از هسته‌هاي پرتابه‌ها و هم از هسته‌هايي که هدف قرار گرفته‌اند، سنگين‌ترند. البته در اين واکنشها تعدادي ذرات اضافي و مقدار زيادي انرژي نيز آزاد مي‌گردد. همجوشي دو ايزوتوپ هيدروژن، دوتريم و تريتيم، امکان فراهم آمدن منابع بزرگي از انرژي را براي مثلاْْ توانگاههاي الکتريکي به دست مي‌دهد که البته هنوز دانشمندان موفق به استفاده از آن در اين توانگاهها نشده‌اند. همجوشي چهار پروتون و تبديل آنها به هسته‌ي هليم منبع اصلي انرژي خورشيد است. آزاد شدن انرژي زياد با فرآيند همجوشي بر روي زمين، تاکنون فقط به وسيله‌ي انفجارهاي گرما هسته‌اي، از قبيل بمبهاي هيدروژني ممکن بوده است و هنوز دانشمندان نتوانسته‌اند اين انرژي را به صورت مهار شده درآورده و استفاده نمايند. يک بمب هيدروژني، مرکب از مخلوطي از عناصر سبک با يک بمب شکافتي است. ذرات پرانرژي که به وسيله‌ي واکنش شکافت ايجاد مي‌شود، به عنوان آغازگر واکنش همجوشي به کار مي‌آيد. انفجار يک بمب شکافتي، دمايي در حدود 7^10 * 5 درجه کلوين توليد مي‌کند که براي ايجاد واکنش همجوشي کافي است. به دنبال آن واکنشهاي همجوشي مقادير عظيمي انرژي آزاد مي‌کنند. انرژي آزاد شده‌ي کل بسيار بيشتر از آن خواهد بود که از بمب شکافتي، به تنهايي، آزاد مي‌شود. علاوه بر اين، براي اندازه‌ي بمبهاي شکافتي نوعي حد بالا وجود دارد که در ماوراي آن قدرت تخريبي اين بمبها خيلي بيشتر نمي‌شود ( زيرا ماده‌ي شکافت پذير اضافي آنها پيش از آنکه بتواند دچار شکافت شود، پراکنده مي‌گردد)، اما براي اندازه‌ي سلاحهاي هيدروژني چنين حدي وجود ندارد و بنابراين قدرت تخريب آن محدوديت ندارد.
