شرح مختصر : انرژی هستهای روشی برای تولید انرژی الکتریکی است که به دو طریق شکافت هستهای و همجوشی هستهای مورد بهرهبرداری قرار میگیرد . در حال حاضر تمامی برق اتمی مورداستفاده در جهان از طریق فرآیند شکافت حاصل میشود . در شکافت هستهای با استفاده از به کنترل درآوردن روند زنجیرهای شکافت اقدام به تولید گرما و سپس تولید انرژی الکتریکی میکنند . شکافت هستهای زمانی رخ خواهد داد که هسته مادهای قابل شکافت مانند اورانیم -۲۳۵U مورد اصابت یک نوترون قرار گیرد. در جریان فرآیند شکافت مقدار زیادی انرژی آزاد خواهد شد که موجب گرم شدن آب ، چرخش توربین بخار و درنهایت تولید انرژی الکتریکی خواهد شد. این فرآیند همچنین موجب آزاد شدن تعدادی نوترون نیز خواهد شد که این نوترونها نیز بهنوبه خود موجب به وجود آمدن شکافتهای دیگر میشوند
فهرست :
مقدمه
تاریخچه استفاده از انرﮊی اتمی
چرخه سوخت هسته ای
انتهای جلویی چرخه سوخت هسته ای
اکتشاف و استخراج
آسیاب کردن
تبدیل
غنی سازی
ساخت میله های سوخت
انتهای عقبی چرخه سوخت هسته ای
مدیریت زباله های هسته ای
انبارداری موقتی
بازفرآوری و انبارکردن نهایی
راکتور های اتمی
سازه نیروگاه های اتمی رایج
خنک کننده
کند کننده
پیشرفت تکنولوژی در راکتورها
سوخت راکتور
فیزیک و طراحی
معایب راکتورهای نسل حاضر
مزایای راکتورهای استخری
ایمنی راکتور های نسل حاضر و آینده
مرز های نگهدارنده
ضریب قدرت منفی راکتیویته
فناوری های راکتورهای اتمی
راکتورهای نسل اول
عیوب راکتورهای نسل اول
راکتورهای نسل دوم
انواع راکتورهای نسل دوم
راکتورهای PWR
راکتور آب جوشان BWR
راکتورهای DG
راکتورهای AGR
راکتور های LWBR
راکتورهای زاینده (سریع) خنک شونده با فلز مذاب LMFR
راکتور CANDU
راکتورهای نسل III و نسل +III
انواع راکتورهای نسل سوم
SBWR Simplified Boiling Water Reactor راکتور آب جوشان ساده سازی شده
RBMK
راکتورهای نسل +III
راکتورهای نسل چهارم
راکتورهای سریع گازی G F R
Lead-Cooled Fast Reactor (LFR )
راکتور با خنک کننده نمک ذوب شده MSR
راکتور آب فوق بحرانی SCWR (Super Critical Water Reactor
کاهنده
سوخت
خنک کننده
مشکلاتSCWR
راکتور سریع با خنک کننده سدیمSFR Sodium Fast Reactor
راکتور با دمای خیلی بالا VHTR Very High Themperatur Reactor
اهداف اصلی راکتورهای نسل چهارم
فناوری همجوشی هسته ای (گداخت)
توکامک
محصورسازی مغناطیسی
پلاسما به عنوان سیال
گرمایش پلاسما
پروژه بین المللی بزرگترین راکتور تحقیقاتی گداخت ITER
محصورسازی پلاسما در ITER
لایه گذاری
توکامک مرکز تحقیقات فیزیک پلاسمای دانشگاه آزاد اسلامی
تجهیزات گداخت لیزری آزمایشگاه لورنس لیورمور در کالیفرنیا
پرتو لیزر برای آزمایش عظیم گداخت لیزری
خطرات فناوری هسته ای
سوانح هسته ای
تاثیرات نامطلوب بر بهداشت و سلامت
بیماری پرتوتابی
تاثیرهای نامطلوب بر حیات گیاهی و جانوری
Refrences
روژه کارشناسی (پایان نامه)که در این مطلب ، در ۸۰ صفحه آماده شده است به انرژی هسته ای و تولید انرژی الکتریکی (برق)به وسیله انرژی هسته ای و به صورت خلاصه نیروگاه های هسته ای پرداخته است.تامین انرژی سالم، ارزان قیمت و مطمئن به عنوان یکی از راههای رشد و شکوفایی اقتصاد هر کشوری با استفاده از دانش و فناوری هستهای است که در عصر حاضر در کشورهای پیشرفته از آن استفاده میشود.
انرژی هسته ای:
انرژی هسته ای از عمده ترین مباحث علوم و تکنولوژی هسته ای است و هم اکنون نقش عمده ای را در تأمین انرژی کشورهای مختلف خصوصا کشورهای پبشرفته دارد. اهمیت انرژی و منابع مختلف تهیه آن، در حال حاضر جزء رویکردهای اصلی دولتها قرار دارد. به عبارت بهتر، از مسائل مهم هر کشور در جهت توسعه اقتصادی و اجتماعی بررسی ، اصلاح و استفاده بهینه از منابع موجود انرژی در آن کشور است. امروزه بحرانهای سیاسی و اقتصادی و مسائلی نظیر محدودیت ذخایر فسیلی، نگرانیهای زیست محیطی، ازدیاد جمعیت، رشد اقتصادی ، همگی مباحث جهان شمولی هستند که با گستردگی تمام فکر اندیشمندان را در یافتن راهکارهای مناسب در حل معظلات انرژی در جهان به خود مشغول داشته اند.
در حال حاضر اغلب ممالک جهان به نقش و اهمیت منابع مختلف انرژی در تأمین نیازهای حال و آینده پی برده و سرمایه گذاریها و تحقیقات وسیعی را در جهت سیاستگذاری، استراتژی و برنامه های زیربنایی و اصولی انجام می دهند. هم اکنون تدوین استراتژی که مرکب از بررسی تمامی پارامترهای تأثیر گذار در انرژی و تعیین راهکارهای مناسب جهت تمیزتر و کارا ترنمودن انرژی و الگوی بهینه مصرف آن می باشد، در رأس برنامه های زیربنایی اکثر کشورهای جهان قرار دارد. در میان حاملهای مختلف انرژی،انرژی هسته ای جایگاه ویژه ای دارد. هم اکنون بیش از ۴۳۰ نیروگاه هسته ای در جهان فعال می باشند و انرژی برخی کشورها مانند فرانسه عمدتا از برق هسته ای تأمین می شود.
مهمترین کاربردهای انرژی هسته ای :
موارد زیر از مهمترین استفاده های صلح آمیزاز علوم و تکنولوژی هسته ای می باشند:
۱- استفاده از انرژی حاصل از فرآیند شکافت هسته اورانیوم یا پلوتونیوم در راکتورهای اتمی جهت تولید برق و یا شیرین کردن آب دریاها.
۲-استفاده از رادیوایزوتوپها در پزشکی، صنعت و کشاورزی
۳- استفاده از پرتوهای ناشی از فرآیندهای هسته ای در پزشکی، صنعت و کشاورزی
نیروگاه های هسته ای و تولید برق هسته ای:
گرچه ساخت نیروگاههای هسته ای و تولید برق هسته ای در جهان از رشد انفجاری اواخر دهه ۱۹۶۰ تا اواسط ۱۹۸۰ برخوردار نیست اما کشورهای مختلف همچنان درصدد تأمین انرژی مورد نیاز خود از طریق انرژی هسته ای می باشند. طبق پیش بینی های به عمل آمده روند استفاده از برق هسته ای تا دهه های آینده همچنان روند صعودی خواهد داشت. در این زمینه، منطقه آسیا و اروپای شرقی به ترتیب مناطق اصلی جهان در ساخت نیروگاه هسته ای خواهند بود. در این راستا، ژاپن با ساخت نیروگاههای اتمی با ظرفیت بیش از ۲۵۰۰۰ مگا وات درصدر کشورها قرار دارد. پس از آن چین، کره جنوبی، قزاقستان، رومانی، هند و روسیه جای دارند. استفاده از انرژی هسته ای در کشورهای کاندا، آرژانتین، فرانسه، آلمان، آفریقای جنوبی، سوئیس و آمریکا تقریبا روند ثابتی را طی دو دهه آینده طی خواهد کرد.
سرفصل های پایان نامه انرژی هسته ای و تولید برق به وسیله آن(برق هسته ای)
فصل ۱- انرژی هسته ای تیغ دو دم
۱-۱- انرژی هسته ای :تیغ دو دم
۱-۲- انرژی هسته ای
۱-۳- کاربردهای علوم و تکنولوژی هسته ای
۱-۴- مهمترین استفاده های های صلح آمیزاز علوم و تکنولوژی هسته ای
فصل ۲- برق هسته ای(تولید انرژی الکتریکی توسط انرژی هسته ای)
۲-۱- دیدگاههای اقتصادی و زیست محیطی برق هسته ای
۲-۲- دیدگاه زیست محیطی استفاده از برق هسته ای
۲-۳- مقایسه هزینه های اجتماعی تولید برق در نیروگاههای فسیلی و اتمی
۲-۴- دیدگاه اقتصادی استفاده از انرژی هسته ای
۲-۵- چرا جهان فردا به انرژی هستهای نیاز دارد؟
۲-۶- بیوسفر(موجودات کره زمین) در خطر
۲-۷- پیشگیری از تغییر فاجعهآمیز آب و هوا
۲-۷-۱- واقعنگری درباره انرژی پاکیزه
۲-۷-۲- ضرورت استفاده از نیروی هستهای
۲-۸- انرژی هستهای امروز
فصل ۳- سیاستهای قدرتمند هستهای
۳-۱-۱- واقعیات مربوط به تشعشع
۳-۱-۲- سابقه درخشان نیروی هستهای
۳-۱-۳- پسمانهای هستهای: نگهداری امن در برابر پراکندگی فاجعهبار
۳-۱-۴- مدیریت پسمان هستهای
۳-۱-۵- مراقبتهایی در برابر تسلیحات
۳-۱-۶- امنیت نیروگاههای هستهای
۳-۱-۷- قابلیت رقابت نیروی هستهای
۳-۱-۸- آینده هستهای فراگیر
۳-۱-۹- کاربرد پزشکی
۳-۱-۱۰- نیروی هستهای و توسعه پایدار
۳-۱-۱۱- یک بحران که نیازمند هدایت و حل شدن است
۳-۱-۱۲- انجمن جهانی هستهای WNA
۳-۱-۱۳- منشور اخلاقی WNA
فصل ۴- ایران و نیاز به برق هسته ای
۴-۱- تشریح انرژی هسته ای ایران در حال حاضر
مأخذ
فرمت فایل : WORD (قابل ویرایش)
تعداد صفحات:63
فهرست مطالب:
پسماندهای هستهای
پسماند سطح بالا
پسماندهای سطح متوسط
بازفرآوری سوخت مصرف شده
پسماندهای سطح بالای مربوط به بازفرآوری
انبار و دفع سوخت مصرف شده به عنوان “پسماند”
دفع پسماندهای جامد
یک همسان طبیعی: oklo
هزینه
راکتورهای از کار انداخته شده
پیاده کردن بی فاصله
حصار ایمن (یا Safestor)
دفن
مثال ها
هزینه ها
پیش پرداخت
سرمایه گذاری خارجی (وضع مالیات بر توان هسته ای):
حساب تضمینی، اعتبار اسنادی، یا بیمه
هزینه های خارجی- پیامدهای زیست محیطی، بهداشتی و امنیتی
اثرات زیست محیطی
گرمای هدر رفته
اکسیدهای نیتروژن
اثر گل خانه ای
اثرات بهداشتی و پرتوها
اثرات بهداشت محیطی
توجیه
بهینه سازی
محدودیت
سطح احتمال خطر فردی
پلوتونیوم
اثرات ژنتیکی
ایمنی راکتور
پسماندهای هستهای
پسماندهای پرتوزا مواد گوناگونی را شامل می شوند که از جهت محافظت مردم و محیط زیست اقدامات متفاوتی را طلب می کنند. مدیریت و دفع آنها از نظر فن آوری سر راست است[.
P5 این پسماندها براساس مقدار و نوع پرتوزایی موجود در آنها معمولاً به سه دسته تحت عنوان های پسماندهای سطح پایین سطح متوسط و سطح بالا دسته بندی میشوند.
P6 عامل دیگر در مدیریت پسماندها مدت زمانی است که آنها ممکن است خطرناک باقی بمانند. این زمان به نوع ایزوتوپ های پرتوزای موجود در آنها و به خصوص مشخصه نیمه عمر هر یک از این ایزوتوپ ها بستگی دارد. نیمه عمر مدت زمانی است که طی می شود تا یک ایزوتوپ پرتوزا نیمی از پرتوزائیش را از دست بدهد. پس از چهار نیمه عمر سطح پرتوزایی به مقدار اولیه آن و پس از هشت نیمه عمر به آن می رسد.
P7 ایزوتوپ های پرتوزای مختلف نیمه عمرهایی دارند که از کسری از ثانیه تا دقیقهها، ساعات یا روزها، حتی تا میلیون ها سال گسترده شده اند. پرتوزایی با گذشت زمان، همانطور که این ایزوتوپ ها به ایزوتوپ های پایدار غیر پرتوزا تلاش می کنند کم می شود.
P8 آهنگ تلاشی یک ایزوتوپ با عکس نیمه عمرش متناسب است. یک نیمه عمر کوتاه به معنای تلاشی سریع است. بنابراین، برای هر نوع پرتوزایی، شدت پرتوزایی بالاتر در یک مقدار ماده داده شده مستلزم کوتاهتر بودن نیمه عمر است.
P9 سه اصل کلی برای مدیریت پسماندهای پرتوزا بکار گرفته می شود:
• تغلیظ و نگهداری concentrate-and-cantain
• تضعیف و پراکنش dilute- and disparoe
• تأخیر و تلاش delay-and-decay
P10 دو تای اول در مورد مدیریت پسماندهای غیر پرتوزا هم به کار می روند. پسماندها یا تغلیظ شده و سپس متروی می شوند، یا (برای مقادیر خیلی کم) تا سطح قابل قبولی تضعیف شده و سپس به محیط زیست باز گردانده می شوند. با این وجود تأخیر و تلاشی منحصر به مدیریت پسماندهای پرتوزاست و به این معنی است که پسماند ذخیره و اجازه داده می شود که پرتوزایی آن از طریق تلاشی طبیعی ایزوتوپهای موجود در آن کم شود.
]در چرخه سوخت هسته ای غیرنظامی توجگه اصلی بر پسماندهای سطح بالاست که حاوی محصولات شکافت و عناصر ترا اورانیومی تشکیل شده در قلب راکتور هستند[.
P11 پسماند سطح بالا: ممکن است خود سوخت مصرف شده یا پسماند اصلی حاصل از باز پردازش آن باشد. در هر دو حال این حجم متوسطی دارد- در حدود 30-25 تن سوخت مصرف شده یا سه مترمکعب پسماند شیشه ای شده در سال برای یک نمونه راکتور هسته ای بزرگ (1000 MWC، نوع آب سبک). این حجم می تواند به صورت موثر و اقتصادی ایزوله شود. سطح پرتوزایی آن به سرعت کم می شود. به عنوان نمونه، یک مجموعه سوخت راکتور آب سبک تازه تخلیه شده آن قدر پرتوزایی دارد که چند صد کیلو وات گرما می پراکند، اما پس از یک سال این مقدار به 5kw و پس از پنج سال به یک کیلووات می رسد. ظرف مدت 40 سال پرتوزایی آن به حدود یک هزارم مقدار آن هنگام تخلیه می رسد.
پیشگفتار. ۱
مراحل تحقیق : ۲
۱-انتخاب موضوع و تعریف آن: ۲
۲- تحدید موضوع تحقیق : ۲
۳-جستجو و مطالعه ی منابع تحقیقی : ۲
۴-ارائه ی فرضیه : ۲
۵- انتخاب فنون و روش تحقیق : ۲
۶- جمع آوری اطلاعات : ۲
۷- تجزیه و تحلیل اطلاعات : ۳
۸- ارائه ی نظریه یا تئوری: ۳
مقدمه : ۴
انرژی هسته ای در جهان. ۴
توسعه انرژی هسته ای اولویت دیر شده ایران. ۵
تشریح ساختمان اتم : ۸
آزمون تئوری نسبیت: حق با انتیشتن بود. ۱۰
پایداری و ناپایداری : ۱۰
شکافت هسته ای.. ۱۳
انرژی شکافت هسته ای.. ۱۳
انرژی بستگی هسته ای.. ۱۴
مواد شکافتنی.. ۱۵
شکافت ۲۳۵U.. 15
همجوشی هسته ای.. ۱۵
نیروگاههای هسته ای : ۱۷
انواع راکتورهای هسته ای.. ۱۸
راکتورهای حرارتی : ۱۹
تهیه سوخت راکتورهای حرارتی.. ۱۹
راکتورهای سریع. ۲۰
تبدیل انرژی اتمی به انرژی حرارتی : ۲۰
تهیه انرژی الکتریکی : ۲۱
سوخت هسته ای : ۲۳
سوخت هسته ای از کجا تامین می شود؟. ۲۳
ساخت سوخت هسته ای.. ۲۳
پلوتونیوم. ۲۴
تهیه سوخت.. ۲۴
پایان یک نیروگاه. ۲۵
اورانیوم چیست : ۲۶
غنی سازی اورانیوم با دیفوزیون گازی.. ۲۹
غنی سازی اورانیوم از طریق میدان مغناطیسی.. ۲۹
کاربردهای اورانیوم غنی شده. ۳۰
کاربردهای زیست شناختی و پزشکی فیزیک هسته ای.. ۳۱
مواد رادیواکتیو که در فیزیک و پزشکی به کار می روند : ۳۲
کاربردهای فیزیک هسته ای در پزشکی : ۳۳
کاربرد انرژی هسته ای در بخش دامپزشکی و دامپروری : ۳۴
کاربرد انرژی هسته ای در دسترسی به منابع آب: ۳۴
کاربرد انرژی هسته ای در بخش صنایع غذایی و کشاورزی : ۳۵
کشاورزی هسته ای : ۳۶
علوم در باستان شناسی و زمین شناسی : ۳۶
آنچه باید بدانیم : ۳۷
پزشکی هسته ای جایگزین جراحی و درمان دارویی می شود. ۳۷
کاربرد پزشکی هسته ای در بخش آزمایشگاهی.. ۳۹
چکیده. ۴۳
آژانس سه ارگان مرتبط باهم دارد: ۴۶
شورای حکام : ۴۷
کنفرانس عمومی.. ۴۷
دبیرخانه. ۴۸
۱)معیار صلح آمیز بودن فعالیت هسته ای دولت ها ۵۰
۲) حق استفاده صلح جویانه دولتها باید رعایت شود. ۵۳
۱-فعالیتهای هسته ای ایران قبل از انقلاب اسلامی.. ۵۵
۲-نکات مهم در زمینه فعالیتهای هسته ای ایران قبل از انقلاب اسلامی : ۶۰
۳-نتیجه گیری : ۶۳
مرکز تحقیقات کشاورزی و پزشکی هسته ای کرج. ۶۵
بخش کشاورزی هسته ای.. ۶۶
بخش سیکلوترون. ۶۷
بخش مواد هسته ای.. ۶۷
بخش دزیمتری استاندارد یا S.S.D.L. 68
مرکز تحقیقات و کاربرد لیزر. ۶۸
بخش تحقیقاتی طیف نگاری.. ۶۹
مراکز تحقیقات و کاربرد پرتوهای یونساز. ۶۹
مرکز تابش گاما ۶۹
مرکز تحقیقات وکاربرد پرتو فرآیند یزد. ۷۰
مرکز تحقیقات بناب.. ۷۰
بخش تحقیقات گداخت هسته ای.. ۷۰
مرکز توسعه انرژیهای نو. ۷۱
متن کامل قطعنامه سازمان بینالمللی انرژی اتمی علیه ایران. ۷۳
پروتکل الحاقی NPT و منافع و مضرات پذیرش آن. ۷۵
پروتکل الحاقی ۲ + ۹۳ چیست؟. ۷۶
چرا در این موقعیت زمانی بحث پیوستن ایران به این پروتکل مطرح شده است؟. ۷۷
خواستار سیاست مستقلانهای از سوی اروپا هستیم. ۸۱
ایران، منتظر نمیماند. ۸۱
فک پلمپ تأسیسات اصفهان با حضور بازرسان آژانس… ۸۱
وزارت خارجه انگلیس : ۳ کشور اروپایی در هفته جاری پیشنهادشان را ارائه میدهند. ۸۲
گزارشی از یو.سی.اف اصفهان. ۸۳
پاسخ ایران به نامه اروپا ۸۵
عقب نشینی تاکتیکی آمریکا درباره فعالیتهای هستهای ایران. ۸۸
گفتگوی بوش و پوتین درباره ایران. ۹۰
ایران هستهای صلحطلب و عدالتخواه. ۹۱
گروه سیاسی-مسعود بصیری، آرش خلیلخانه : ۹۱
احمدینژاد از زبان مردم همه کشورهای در حال توسعه سخن گفت : ۹۱
پیشنهاد ایران انحصار قدرت را در جهان میشکند. ۹۲
پیشنهاد ایران خوشایند قدرتهای سلطه طلب نیست.. ۹۳
پیشنهاد ایران برای غرب امیدوار کننده نیست.. ۹۵
حق غیر قابل گذشت.. ۹۵
دکتر فروزنده ، قائم مقام مرکز پژوهشهای مجلس نیز معتقد است : ۹۵
اگر دنیا ابهام دارد…… ۹۶
ایران-اروپا ۹۷
مرحله سرنوشت ساز. ۹۷
سفر وزیر خارجه ایران، مشاور امنیت ملّی آمریکا و وزیر خارجه هند در روسیه. ۱۰۰
ترافیک رایزنی هستهای در مسکو. ۱۰۰
وزیران خارجه ایران و روسیه: ۱۰۲
وزیران امور خارجه ایران و روسیه تأکید کردند: ۱۰۲
لاوروف در پایان این مذاکرات به خبرنگاران گفت : ۱۰۲
متکی : امنیت خزر باید بوسیله کشورهای ساحلی تأمین شود. ۱۰۴
بهانه جویی درباره اظهارات ضدصهیونیستی رئیس جمهور. ۱۰۶
هدف غرب پرونده هستهای ایران است.. ۱۰۶
سخنگوی کاخ سفید: اظهارات رئیس جمهور ایران نگرانی ما را تایید میکند. ۱۰۷
اتحادیه اروپا : این اظهارات دلیل نگرانی ما درباره نقش ایران در منطقه است : ۱۰۷
روسیه : سخنان احمدینژاد دلیل مکمل برای ارجاع پرونده به شورای امنیت است. ۱۰۸
به گزارش خبرگزاری نووستی لاوروف افزود: ۱۰۸
احضار سفرای ایران درچند کشور اروپایی.. ۱۰۸
تلآویو: ایران باید از سازمان ملل اخراج شود. ۱۰۹
آریل شارون نخستوزیر رژیم صهیونیستی نیز گفت: ۱۰۹
بیانیه کوفی عنان. ۱۰۹
واکنش دکتر احمدینژاد. ۱۰۹
حدادعادل: اسرائیل غلط زیادی کرده است.. ۱۱۰
متکی : غرب با جنجالآفرینی به دنبال فرافکنی است. ۱۱۱
ساخت تأسیسات مشترک هستهای تهران و مسکو در روسیه. ۱۱۴
سولانه: اتحادیه اروپا خواهان همکاری با ایران است.. ۱۱۵
خبرگزاری فرانسه با ادعای آماده نبودن نتایج کار بازرسان آژانس: ۱۱۶
ممکن است شورای حکام نتواند درباره ایران حکم صادر کند. ۱۱۶
یونایتدپرس : ۱۱۷
با سیاسی کردن موضوع هستهای ایران مخالفیم. ۱۱۸
تکرار ادعای نقض حقوق بشر و ابراز نگرانی از فعالیتهای هستهای ایران. ۱۱۹
نامه دبیر شورای عالی امنیت ملی به سه کشور اروپایی تحویل شد. ۱۲۱
استفاده از انرژی هستهای حق مسلم ماست.. ۱۲۲
حجتالاسلام امیری افزود : ۱۲۳
گفتگوی وزیر دفاع آمریکا با اشپیگل.. ۱۲۴
آیا چین در این قرن یا در قرن آینده، مبدل به رقیب اصلی آمریکا خواهد شد؟. ۱۲۴
اشپیگل: آیا چین تبدیل به دومین ابرقدرت جهان خواهد شد؟. ۱۲۵
اشپیگل: اما چرا شما در خانه، حمایت عمومی را از دست میدهید؟. ۱۲۶
اشپیگل: به بیان دیگر، آیا میزان محبوبیت، شاخص قابل اطمینانی نیست؟. ۱۲۶
رامسفلد: سنیها اقلیتی بودند که از حکومت صدام بهره میبردند. ۱۲۷
اشپیگل: درباره چه کشورهایی صحبت میکنید؟. ۱۲۷
اشپیگل: آیا واقعاً این کار را میکنید؟. ۱۲۸
رامسفلد: این به وضوح امکانپذیر و مطلوب است. ۱۲۸
اشپیگل: تا چه حد نگران ایران میباشید؟. ۱۲۹
اشپیگل: ما درباره چه نوع تحریمهایی صحبت میکنیم؟. ۱۳۰
اشپیگل: شما صحبت نمیکنید؟. ۱۳۰
اشپیگل: منظور شما اروپاییها میباشند. ۱۳۰
نتیجه گیری : ۱۳۴
پیشنهادات : ۱۳۵
پی نوشت : ۱۳۷
منابع : ۱۴۲
۱ – دانش پژوهان نوجوان – بخش : ( کاربرد انرژی ) جلد ۹ – ناشر : شاپرک – مترجم : زهرا افلاکی سال انتشار ۱۳۷۸ .
۲ – دانش نامه ی علوم ، جلد ۳ ، ناشر : پیام آزادی – سال انتشار ۱۳۷۹ – مولف : قاسم قالی باف
۳ – دنیای اتم – نویسنده : نیل آردلی – مترجم محمد رضا بهاری – انتشارات کانون پرورشی فکری کودکان و نوجوانان – سال انتشار ۱۳۷۷
۴ – انرژی هسته ای – نویسنده : ایان گراهام – مترجم : مجید عمیق – انتشارات : دلهام – زمستان ۸۳
۵ – مجموعه ی علوم برای نوجوانان – نویسنده : تری جینگز – انتشارات فرهنگی قدس ( آستان قدس رضوی ) بخش ( الکتریسیته و مغناطیس )
۶ – مقدمه ای بر فیزیک پزشکی – انتشارات معاونت فرهنگی آستان قدس رضوی – سال انتشار ۱۳۷۱
۷ – طرح فیزیک رهاور – واحد ۶ – هسته ی اتم – تالیف هولتون – رادرفورد – دالتون – مترجمان : احمدخواجه نصیر طوسی – هوشنگ شریف زاده
۸ – مجله ی استعدادهای درخشان – سال دوازدهم شماره ی ۳ – آذر ۱۳۸۲ – انتشارات کیهان – سردبیر : جواد ازه ای
۹ – مجله ی استعدادهای درخشان – سال سوم شماره ی ۱۰ – ۲۴ دی ۱۳۷۰ – انتشارات کیهان – مدیر مسئول : امیر حسین فردی
۱۰ – مجله ی استعدادهای درخشان – سال سوم شماره ۲ – اردیبهشت ۱۳۷۰ – مدیر مسئول : سیف الله جاویدان
۱۱ – ماهنامه ی رشد – دوره ی بیست و چهارم – آذر ۱۳۸۴ – مدیر مسئول : علیرضا حاجیان زاده
دسته ی بسیار ریز مرکز اتم حاوی عظیم ترین نیرویی است که تاکنون کشف شده است (۱) انرژی شیمیایی یک نوع انرژی اتمی است که درون اتم ها و مولکول ها نهفته است . نوع دیگر انرژی هسته ای می باشد که در مرکز اتم های هسته قرار دارد . هسته از اجزای ریزی به نام پروتون و نوترون تشکیل شده است . پروتون ها دارای بار الکتریکی مثبت می باشد در حالی که نوترون ها بار الکتریکی ندارند. هسته توسط الکترونها که دارای بارالکتریکی منفی است احاطه شده . بار مثبت پروتون ها و بار منفی الکترونها باعث می شود که آنها به سوی یکدیگر جذب شوند ، اجزای هر اتم توسط این نیروی جاذبه کنار هم نگه داشته می شوند . (۲)
هسته اتم هر عنصر از پروتون و نوترون تشکیل شده است که مجموع تعداد آنها را عدد اتمی آن عنصر ،و به آنها نوکلئون میگویند . لازم به ذکر است جرم نوترون ۶۷۵/۱ ضربدر ۱۰ به توان منفی ۲۷ کیلو گرم ، و جرم پروتون ۶۷۳/۱ ضربدر ۱۰ به توان منفی ۲۷ میباشد .
پروتون های تشکیل دهنده هسته اتم چون دارای بار مثبت هستند پس طبیعی است که یکدیگر را دفع کنند برای جلوگیری از این اتفاق نوترون ها مانند چسبی از متلاشی شدن هسته جلوگیری میکنند . الکترون ها نیز در مدارات بیضی شکل و نامنظم در اطراف هسته با سرعت بسیار زیاد در حال گردشند و هر چه این الکترون ها به لایه والانس نزدیکتر می شوند تعلق آنها به هسته کاهش میابد .(بر اساس مدل اتمی بور)
اما اگر بخواهیم علمی تر بحث کنیم باید بگوییم تقریبا سه نیرو در هسته هر اتم وجود دارد که یکی از آنها سعی در انهدام هسته و دوتای دیگر سعی در پایداری هسته دارند . اولی نیروی کولنی یا مان دافعه پروتونی میباشد ، دومی نیروی گرانش ناشی از جاذبه بین ذرات جرم دار است و سومی که مهمتر ین دلیل جلوگیری از متلاشی شدن هسته میباشد همان نیروی هسته ای است . دقت کنید نیروی کولینی بسیار ناچیز است و نمیتواند به تنهایی هسته را متلاشی کند و نیروی گرانش ذرات نیز بسیار کم میباشد و توانایی در تعادل نگهداشتن هسته را ندارد در واقع این نیروی هسته ای است که اتم را در تعادل نگه داشته و از وا پاشیده شدن نوکلئون ها جلوگیری می کند . برای توضیح این نیرو باید گفت اگر فاصله بین پروتون و نوترون از ۵ ضربدر ۱۰ به توان منفی ۱۵ متر بیشتر شود نیروی هسته ای وجود ندارد ، برعکس اگر این فاصله از مقدار یاد شده کمتر نیروی هسته ای بیشتر میشود بدین طریق هسته از متلاشی شدن نجات میابد .
سال ۱۹۰۵ در یک آپارتمان کوچک در شماره ۴۹ خیابان کرامر گاسه در برلین ( منزل مسکونی انیشتن ) اتفاق بزرگی افتاد . کسی چه میدانست با کشف فرمول معروف نسبیتE= mc2 میتوان جان هزاران را در هیروشیما و ناکازاکی گرفت و یا اینکه برای میلیون ها نفر در سراسر جهان برق و انرژی تولید کرد؟/
فرمول E= mc2 به ما میگوید که اندازه انرژی آزاد شده برابر است با تغییرات جرم جسم تبدیل شده در مجذور سرعت نور . به این معنی که اگر ما جسمی به جرم مثلا یک کیلو گرم را با سرعتی نزدیک به سرعت نور به حرکت در آوریم انرژی معادل ۹ضربدر ۱۰ به توان ۱۶ ژول خواهیم داشت که رقم بسیار وحشتناکی است ولی واقعیت این است که چنین چیزی غیر ممکن است !!! چرا ؟
چون بر اساس همان فرمول نسبیت حرکت با سرعت نور برای اجسام غیر ممکن است . برای درک بهتر موضوع فرمول را به شکل دیگری مینویسیم : mm=E/C2 اگر C2 ثابت فرض شود به روشنی پیداست که انرژی و جرم نسبت مستقیم با یکدیگر دارند حال اگر ما بخواهیم جسمی به جرم m را با سرعت نور © به حرکت در اوریم طبیعتا باید به ان انرژی بدهیم و از انجا که m وE با یکدیگر نسبت مستقیم دارند پس هر چه انرژی بیشتر شود m نیز بزرگتر میشودودر واقع قسمت اعظم انرژی صرف ازدیاد جرم میشود تا سرعت دادن به جسم . پس تقریباً به بی نهایت انرژی نیاز داریم و این همان چیزی است که حرکت با سرعت نور را برای اجسام غیر ممکن میکند . (۳)
دقیق ترین ژیروسکوپ جهان برای آزمایش تئوری اینشتین آماده شده است . یک فضا پیمای ناسا که برای آزمودن دو پیش بینی مهم تئوری نسبیت عام اینشتین طراحی شده است برای پرتاب ماموریت کاوشگری گرانش E Gravity Probe B mission از چهار ژیروسکوپ بسیار دقیق استفاده می کند تا تئوری اینشتین را که در سال ۱۹۱۶ ارائه شده است در بوته آزمونی دیگر قرار دهد . طبق این تئوری اینشتین ، فضا و زمان در اطراف اجسام بسیار سنگین تغییر شکل یافته و خمیده می شود . این ماموریت توسط ناسا طراحی شده است و مرکز مارشال اجرای آن را عهده دارد .
یک فضا پیمای ناسا که برای آزمایش دو پیش بینی مهم تئوری نسبیت عالم آلبرت اینشتین طراحی شده است در تاریخ ۱۷ آوریل ۱۹ فروردین سال جاری از پایگاه نیروی هوایی واندنبرگ کالیفرنیا به فضا پرتاب می شود . ماموریت کاوشگر گرانش ناسا که GP-B نیز نامیده می شود ، از چهار ژیروسکوپ بسیار دقیق استفاده می کند. این ژیروسکوپ ها در یک ماهواره ویژه در مداری به دور زمین می چرخند و دو قسمت از پیشگویی های غیر معمول تئوری اینشتین را که در سال ۱۹۱۶ ارائه شده است عملاً مورد آزمایش قرار می دهند . که فضا و زمان به دلیل وجود اجسام بسیار سنگین خمیده می شود . دو اثری که قرار است در این برنامه آزمایش شوند عبارتند از : ژئودتیک که نشان دهنده میزانی از انحنای فضا زمان اطراف زمین در حالت سکون و اثر کشش چارچوب frame dragging که نشان دهنده میزان کشش فضا زمان اطراف زمین به دلیل چرخش آن است . (۴)
اگر ما ۱۳ پروتون را با ۴ نوترون ترکیب کنیم هسته ای خواهیم داشت که اگر ۱۳ الکترون در اطراف آن گردش کنند یک اتم آلومینیوم را میسازند . حال اگر میلیاردها عدد از این اتم ها را در کنار هم قرار دهیم آلومینیوم را می سازیم ( AL27 ) که با ان انواع وسایل نظیر قوطی ها و درب و پنجره ها و غیره … را میتوان ساخت .
حال اگر همین آلومینیوم را در شیشه ای قرار دهیم ! و چند میلیون سال به عقب برگردیم این آلومینیوم هیچ تغییری نخواهد کرد پس آلومینیوم عنصری پایدار است . تا حدود یک قرن پیش تصور بر این بود که تمام عناصر پایدار هستند . مسله مهم دیگر اینکه بسیاری از اتم ها در شکل متفاوتی دیده می شوند . برای مثال : مس دو شکل پایدار دارد مس ۶۳ و مس ۶۵ که به این دو نوع ایزوتوپ گفته می شود . هر دوی انها ۲۹ پروتون دارند اما چون در عدد جرمی ۲ واحد فرق دارند به سادگی می توان فهمید که تعداد نوترون های اولی ۳۴ و دیگری ۳۶ است و هر دوی انها پایدار هستند. در حدود یک قرن پیش دانشمندان متوجه شدند که همه عناصر ایزوتوپ هایی دارند مه رادیواکتیو هستند .مثلا: هیدروژن را در نظر بگیرید در مورد این عنصر سه ایزوتوپ شناخته شده است .
۱- هیدروژن معمولی یا نرمال ( H1 ) در هسته اتم حو یک پروتون دارد و بدون هیچ نوترونی . البته واضح است چون نیازی نیست تا خاصیت چسبانندگی خود را نشان دهد چرا که پروتون دیگری وجود ندارد .
۲- هیدروژن دو تریم که یک پروتون و یک نوترون دارد و در طبیعت بسیار نادر است . اگر چه عمل آن بسیار شبیه هیدروژن نوع اول است برای مثال میتوان از آن آب ساخت اما میزان بالای آن سمی است .
هر دو ایزوتوپ یاد شده پایدار هستند اما ایزوتوپ دیگری از هیدروژن وجود دارد که ناپایدار ست !
۳- ایزوتوپ سوم هیدروژن که شامل دو نوترون و یک پروتون ست . همان طور که قبلاً گفته شد این نو هیدروژن ناپایدار است . یعنی اگر مجددا ظرفی برداریم و این بار درون آن را با این نوع از هیدروژن پر کنیم و یک میلیون سال به عقب برگردیم متوجه میشویم که دیگر هیدروژنی نداریم و همه آن به هلیم ۳ تبدیل شده است (۲پروتون و یک نوترون ) و این ها همه توضیحاتی ساده در مورد پایداری و ناپایداری بود .
در یک پاراگراف ساده میتوان گفت که هر چه هسته اتم سنگین تر شود تعداد ایزوتوپ ها بیشتر میشود و هر و هر چه تعداد ایزوتوپ ها بیشتر شود امکان بوجود آمدن هسته های ناپایدار نیزبیشتر خواهد شدودر نتیجه احتمال وجود نوع رادیواکتیو نیز بیشتر میشود.
به طور کلی انرژی موجود در هسته به دو روش آزاد میشود :
۱- روش شکاف هسته ای که در آن یک اتم سنگین مانند اورانیوم تبدیل به دو اتم سبکتر میشود. و یا به عبارتی دیگر وقتی که هسته ای سنگین به دو یا چند هسته با جرم متوسط تجزیه میشود میگویند شکافت هسته ای رخ داده است و وقتی هسته ای با عدد اتمی زیاد شکافته شود مقداری از جرم آن ناپدید و به انرژی تبدیل میشود(طبق قانون نسبیت).
۲- روش همجوشی (گداخت هسته ای ) که در آن دو اتم سبک مانند هیدروژن تبدیل به یک اتم سنگین مانند هلیم میشود.درست همانند اتفاقی که در حال حاضر در خورشید می افتد که در هر دو حالت انرژی قابل توجهی آزاد می شود .
در حال حاضر اکثر بمب های هسته ای و نیروگاههای هسته ای به روش شکافت هسته عمل میکنند .
حال دوباره به توضیحات مربوط اتم برمیگردیم .دراینجا لازم است نکاتی را در مورد پایداری و ناپایداری توضیح دهیم (۵)
در واکنشهای شکافت هسته ای مقادیر زیادی نیز انرژی آزاد می گردد اما مسئله مهمتر اینکه نتیجه شکستن هسته ۲۳۵U آزادی دو نوترون است که می تواند دو هسته دیگر را شکسته و چهار نوترون را بوجود آورد . این چهار نوترون نیز چهار هسته ۲۳۵U را می شکند. چهار هسته شکسته شده تولید هشت نوترون می کنند که قادر به شکستن همین تعداد هسته اورانیوم می باشند . سپس شکست هسته ای و ازاد شدن نوترونها بصورت زنجیروار به سرعت تکثیر و توسعه می یابد . در هر دوره تعداد نوترون ها دو برابر می شود در یک لحظه واکنش زنجیری خود بخودی شکست هسته ای شروع می گردد .در واکنشهای کنترل شده هسته ای تعداد شکست در واحد زمان و نیز مقدار انرژی بتدریج افزایش یافته و پس از رسیدن به مقداری دلخواه ثابت نگهداشته می شود .
کشف انرژی هسته ای در جریان جنگ جهانی دوم صورت گرفت و اکنون برای شبکه برق بسیاری از کشورهای زاروان کیلو وات تهیه می کند (نیروگاه هسته ای ) . بحران انرژی بر اثر بالا رفتن قیمت نفت در سال ۱۹۷۳ استفاده از انری شکافت هسته ای بیشتر وارد صحنه کرد و در حال حاضر ممالک اروپایی انرژی هسته ای را تنها انرژی می داند که می تواند در اکثر موارد جایگزین نفت شود . استفاده از انرژی شکافت هسته ای که بر روی یک ماده قابل احتراق کانی که بصورت محدود پایه گذاری می شود برای سایر کشورها خطرات بسیار دارد در حال حاضر تولید الکتریسیته با استفاده از شکافت هسته ای کنترل شده به میزان زیادی توسه یافته و مورد قبول واقع شده است . تولید انرژی هسته ای در کشورهای توسعه یافته بخش مهمی از طرح انرژی ملی را تشکیل می دهد.
این فایل در قالب ورد و قابل ویرایش در 50 صفحه می باشد.
مقدمه .......................................................................................................................4
فصل اول
شکافتن اتم..............................................................................................................6
پیشرفتهای حاصله در دهه ی 90 ...................................................................... 6
ژئوفیزیک پرتوهای کیهانی و عناصر سنگین .................................................10
شکافتن اتم .............................................................................................................12
پروژه های مانهاتان.............................................................................................14
ساختار هسته ای اتم ..........................................................................................18
فصل دوم
گردش مواد سوختنی هسته ای یعنی چه ؟ ....................................................21
سنگ اورانیوم خام ................................................................................................22
انواع اورانیوم ........................................................................................................22
اورانیوم چگونه به دست می آید ؟.....................................................................23
غنی سازی اورانیوم............................................................................................. 24
فصل سوم
با عناصر سوختی مصرف شده چه می کنند ؟..............................................28
تاسیسات « دوباره غنی سازی » چیست ؟ .....................................................29
فصل چهارم
سرنوشت زباله های اتمی چیست ؟ ...................................................................31
آیا می توان زباله های اتمی را با اطمینان و ایمنی کامل انبار کرد ؟ ........32
آیا انرژی اتمی از نظر اقتصادی مقرون به صرفه است ؟ .............................33
سهم انرژی اتمی در تولید برق ......................................................................... 35
انرژی هسته ای بیم ها و امید ها .......................................................................39
منابع ........................................................................................................................43
انـرژی اتمی نیـاز امـروز ضـرورت فردا
مقدمه
تصور امکان ادامه زندگی امروزه بشر بدون وجود برق غیر قابل باور به نظر می رسد . در جهان کنونی قطع کوتاه مدت جریان برق می تواند لطمات جبران ناپذیری به روند زندگی وارد نماید . از این روی نیاز انسان به جریان الکتریسیته با نیاز به اکسیژن مقایسه
شده است .
افزایش جمعیت ، توسعه صنایع و کارخانجات و تولید روز افزون محصولاتی که برای استفاده متکی به جریان الکتریسیته هستند .
تولید روز افزون برق را اجتناب ناپذیر می سازد . این نیاز در کشورهای در حال توسعه به دلیل تمایل به رفع وابستگی و ایجاد اشتغال نمود بیشتری پیدا می نماید .
توسعه فعالیت در بخش کشاورزی و صنعت مستلزم در اختیار داشتن نیروی الکتریسیته کافی است ، علاوه بر آن که تامین برق مصرفی در بخش خانگی و شهری ( روشنایی معابر و امکان تفریحی ) که هر روز گسترش می یابد حجم زیادی از نیروی الکتریسیته را
طلب می نماید .
استفاده از سوخت های فسیلی ، نیروی آب و انرژی اتمی سه روش اصلی در تولید الکتریسیته در جهان محسوب می شود و در کنار آن استفاده از نیروی باد و انرژی خورشیدی به عنوان روشهای مکمل در برخی از کشورها سهم ناچیزی از تولید برق را به خود اختصاص می دهد .
براساس آخرین آمارها 105 کشور از جمله جمهوری اسلامی ایران تمام یا بیش از 80 درصد انرژی الکتریکی مورد نیاز خود را با استفاده از سوخت های فسیلی به دست
می آورند . در مقابل تنها 28 کشور تمام یا بیش از 80 درصد انرژی الکتریسیته مورد نیاز را با استفاده از نیروی آب ایجاد می نماید .
محدودیت منابع آبی یا عدم امکان احداث سد موجب گردیده تا تعداد کشورهای کمتری از نیروی آب برای تولید برق بهره گیرند . در مقابل بیشترین سهم در تولید الکتریسیته به سوخت های فسیلی اختصاص داده شده است که دسترسی به آن ساده تر به نظر می رسد
به دنبال افزایش قیمت نفت از یک سو و کاهش تدریجی ذخایر نفتی از سوی دیگر و در کنار آن محدودیت منابع آبی برخی از کشورها که به دنبال پیدا کردن منبع جایگزین برای تولید الکتریسیته بودند استفاده از انرژی اتمی را به عنوان بهترین راه برای به دست آوردن نیروی برق ارزان و مطمئن شناسایی نمودند .
براساس آخرین آمارها 31 کشور از انرژی اتمی به عنوان مولد بخشی از الکتریسیته مورد نیاز خود اقدام می نمایند .