سلام خواهش میکنم روی تبلیغات پایین صفحه کلیک کنید

+ نوشته شده در سه شنبه سوم شهریور 1388ساعت 9:23 AM توسط محمد آزاد |

+ نوشته شده در دوشنبه دوم شهریور 1388ساعت 6:33 AM توسط محمد آزاد |

مقالات ← انرژي هسته اي

استفاده اصلي از انرژي هسته‌اي، توليد انرژي الكتريسته است. اين راهي ساده و كارآمد براي جوشاندن آب و ايجاد بخار براي راه‌اندازي توربين‌هاي مولد است. بدون راكتورهاي موجود در نيروگاه‌هاي هسته‌اي، اين نيروگاه‌ها شبيه ديگر نيروگاه‌ها زغال‌سنگي و سوختي مي‌شود. انرژي هسته‌اي بهترين كاربرد براي توليد مقياس متوسط يا بزرگي از انرژي الكتريكي به‌طور مداوم است. سوخت اينگونه ايستگاه‌ها را اوانيوم تشكيل مي‌دهد.
چرخه سوخت هسته‌اي تعدادي عمليات صنعتي است كه توليد الكتريسته را با اورانيوم در راكتورهاي هسته‌اي ممكن مي‌كند.

اورانيوم عنصري نسبتاً معمولي و عادي است كه در تمام دنيا يافت مي‌شود. اين عنصر به‌صورت معدني در بعضي از كشورها وجود دارد كه حتماً بايد قبل از مصرف به صورت سوخت در راكتورهاي هسته‌اي، فرآوري شود.
الكتريسته با استفاده از گرماي توليد شده در راكتورهاي هسته‌اي و با ايجاد بخار براي به‌كار انداختن توربين‌هايي كه به مولد متصل‌اند توليد مي‌شود.

سوختي كه از راكتور خارج شده، بعداز اين كه به پايان عمر مفيد خود رسيد مي‌تواند به عنوان سوختي جديد استفاده شود.

فعاليت‌هاي مختلفي كه با توليد الكتريسيته از واكنش‌هاي هسته‌اي همراهند مرتبط به چرخه‌ سوخت هسته‌اي هستند. چرخه سوختي انرژي هسته‌اي با اورانيوم آغاز مي‌شود و با انهدام پسمانده‌هاي هسته‌اي پايان مي‌يابد. دوبار عمل‌آوري سوخت‌هاي خرج شده به مرحله‌هاي چرخه سوخت هسته‌اي شكلي صحيح مي‌دهد.

اورانيوم
اورانيوم فلزي راديواكتيو و پرتوزاست كه در سراسر پوسته سخت زمين موجود است. اين فلز حدوداً 500 بار از طلا فراوان‌تر و به اندازه قوطي حلبي معمولي و عادي است. اورانيوم اكنون به اندازه‌اي در صخره‌ها و خاك و زمين وجود دارد كه در آب رودخانه‌ها، درياها و اقيانوس‌ها موجود است. براي مثال اين فلز با غلظتي در حدود 4 قسمت در هر ميليون (ppm4) در گرانيت وجود دارد كه 60 درصد از كره زمين را شامل مي‌شود، در كودها با غلظتي بالغ بر ppm400 و در ته‌مانده زغال‌سنگ با غلظتي بيش از ppm100 موجود است. اكثر راديو اكتيويته مربوط به اورانيوم در طبيعت در حقيقت ناشي از معدن‌هاي ديگري است كه با عمليات راديواكتيو به وجود آمده‌اند و در هنگام استخراج از معدن و آسياب كردن به جا مانده‌اند.
چند منطقه در سراسر دنيا وجود دارد كه غلظت اورانيوم موجود در آنها به قدر كافي است كه استخراج آن براي استفاده از نظر اقتصادي به صرفه و امكان‌پذير است. اين نوع مواد غليظ، سنگ معدن يا كانه ناميده مي‌شوند.
- چرخه سوخت هسته‌اي (شكل هندسي) (عكس)

استخراج اورانيوم
هر دو نوع حفاري و تكنيك‌هاي موقعيتي براي كشف كردن اورانيوم به كار مي‌روند، حفاري ممكن است به صورت زيرزميني يا چال‌هاي باز و روي زمين انجام شود.

در كل، حفاري‌هاي روزميني در جاهايي استفاده مي‌شود كه ذخيره معدني نزديك به سطح زمين و حفاري‌هاي زيرزميني براي ذخيره‌هاي معدني عميق‌تر به كار مي‌رود. به‌طور نمونه براي حفاري روزميني بيشتر از 120 متر عمق، نياز به گودال‌هاي بزرگي بر سطح زمين است؛ اندازه گودال‌ها بايد بزرگتر از اندازه ذخيره معدني باشد تا زماني كه ديواره‌هاي گودال محكم شوند تا مانع ريزش آنها شود. در نتيجه، تعداد موادي كه بايد به بيرون از معدن انتقال داده شود تا به كانه دسترسي پيدا كند زياد است.

حفاري‌هاي زيرزميني داراي خرابي و اخلال‌هاي كمتري در سطح زمين هستند و تعداد موادي كه بايد براي دسترسي به سنگ معدن يا كانه به بيرون از معدن انتقال داده شوند به‌طور قابل ملاحظه‌اي كمتر از حفاري نوع روزميني است.

مقدار زيادي از اورانيوم جهاني از (ISL) (In Sitaleding) مي‌آيد. جايي كه آب‌هاي اكسيژنه زيرزميني در معدن‌هاي كانه‌اي پرمنفذ به گردش مي‌افتند تا اورانيوم موجود در معدن را در خود حل كنند و آن را به سطح زمين آورند. (ISL) شايد با اسيد رقيق يا با محلول‌هاي قليايي همراه باشد تا اورانيوم را محلول نگهدارد، سپس اورانيوم در كارخانه‌هاي آسياب‌سازي اورانيوم، از محلول خود جدا مي‌شود.
در نتيجه انتخاب روش حفاري براي ته‌نشين كردن اورانيوم بستگي به جنس ديواره معدن كانه سنگ، امنيت و ملاحظات اقتصادي دارد.
در غالب معدن‌هاي زيرزميني اورانيوم، پيشگيري‌هاي مخصوصي كه شامل افزايش تهويه هوا مي‌شود، لازم است تا از پرتوافشاني جلوگيري شود.

آسياب كردن اورانيوم
محل آسياب كردن معمولاً به معدن استخراج اورانيوم نزديك است. بيشتر امكانات استخراجي شامل يك آسياب مي‌شود. هرچه جايي كه معدن‌ها قرار دارند به هم نزديك‌تر باشند يك آسياب مي‌تواند عمل آسياب‌سازي چند معدن را انجام دهد. عمل آسياب‌سازي اكسيد اورانيوم غليظي توليد مي‌كند كه از آسياب حمل مي‌شود. گاهي اوقات به اين اكسيدها كيك زرد مي‌گويند كه شامل 80 درصد اورانيوم مي‌باشد. سنگ معدن اصل شايد داراي چيزي در حدود 1/0 درصد اورانيوم باشد.
در يك آسياب، اورانيوم با عمل سنگ‌شويي از سنگ‌هاي معدني خرد شده جدا مي‌شود كه يا با اسيد قوي و يا با محلول قليايي قوي حل مي‌شود و به صورت محلول در مي‌آيد. سپس اورانيوم با ته‌نشين كردن از محلول جدا مي‌شود و بعداز خشك كردن و معمولاً حرارت دادن به صورت اشباع شده و غليظ در استوانه‌هاي 200 ليتري بسته‌بندي مي‌شود.
باقيمانده سنگ معدن كه بيشتر شامل مواد پرتوزا و سنگ معدن مي‌شود در محلي معين به دور از محيط معدن در امكانات مهندسي نگهداري مي‌شود. (معمولاً در گودال‌هايي روي زمين).
پس‌مانده‌هاي داراي مواد راديواكتيو عمري طولاني دارند و غلظت آنها كم خاصيتي سمي دارند. هرچند مقدار كلي عناصر پرتوزا كمتر از سنگ معدن اصلي است و نيمه عمر آنها كوتاه خواهد بود اما اين مواد بايد از محيط زيست دور بمانند.

تبديل و تغيير
محلول آسياب شده اورانيوم مستقيماً قابل استفاده به‌عنوان سوخت در راكتورهاي هسته‌اي نيست. پردازش اضافي به غني‌سازي اورانيوم مربوط است كه براي تمام راكتورها لازم است.
اين عمل اورانيوم را به نوع گازي تبديل مي‌كند و راه به‌دست آوردن آن تبديل كردن به هگزا فلوريد (Hexa Fluoride) است كه در دماي نسبتاً پايين گاز است.
در وسيله‌اي تبديل‌گر، اورانيوم به اورانيوم دي‌اكسيد تبديل مي‌شود كه در راكتورهايي كه نياز به اورانيوم غني شده ندارند استفاده مي‌شود.
بيشتر آنها بعداز آن كه به هگزافلوريد تبديل شدند براي غني‌سازي در كارخانه آماده هستند و در كانتينرهايي كه از جنس فلز مقاوم و محكم است حمل مي‌شوند. خطر اصلي اين طبقه از چرخه سوختي اثر هيدروژن فلوريد (Hydrogen Fluoride) است.
چرخه سوخت هسته ای: از استخراج اورانيوم تا توليد انرژی

مقدمه: استخراج اورانيوم از معدن
اورانيوم که ماده خام اصلی مورد نياز برای توليد انرژی در برنامه های صلح آميز يا نظامی هسته ای است، از طريق استخراج از معادن زيرزمينی يا سر باز بدست می آيد. اگر چه اين عنصر بطور طبيعی در سرتاسر جهان يافت ميشود اما تنها حجم کوچکی از آن بصورت متراکم در معادن موجود است.

هنگامی که هسته اتم اورانيوم در يک واکنش زنجيره ای شکافته شود مقداری انرژی آزاد خواهد شد.

برای شکافت هسته اتم اورانيوم، يک نوترون به هسته آن شليک ميشود و در نتيجه اين فرايند، اتم مذکور به دو اتم کوچکتر تجزيه شده و تعدادی نوترون جديد نيز آزاد ميشود که هرکدام به نوبه خود ميتوانند هسته های جديدی را در يک فرايند زنجيره ای تجزيه کنند.

مجموع جرم اتمهای کوچکتری که از تجزيه اتم اورانيوم بدست می آيد از کل جرم اوليه اين اتم کمتر است و اين بدان معناست که مقداری از جرم اوليه که ظاهرا ناپديد شده در واقع به انرژی تبديل شده است، و اين انرژی با استفاده از رابطه E=MC۲ يعنی رابطه جرم و انرژی که آلبرت اينشتين نخستين بار آنرا کشف کرد قابل محاسبه است.

اورانيوم به صورت دو ايزوتوپ مختلف در طبيعت يافت ميشود. يعنی اورانيوم U۲۳۵ يا U۲۳۸ که هر دو دارای تعداد پروتون يکسانی بوده و تنها تفاوتشان در سه نوترون اضافه ای است که در هسته U۲۳۸ وجود دارد. اعداد ۲۳۵ و ۲۳۸ بيانگر مجموع تعداد پروتونها و نوترونها در هسته هر کدام از اين دو ايزوتوپ است.

کشورهای اصلی توليد کننده اورانيوم
استراليا
چين
کانادا
قزاقستان
ناميبيا
نيجر
روسيه
ازبکستان

برای بدست آوردن بالاترين بازدهی در فرايند زنجيره ای شکافت هسته بايد از اورانيوم ۲۳۵ استفاده کرد که هسته آن به سادگی شکافته ميشود. هنگامی که اين نوع اورانيوم به اتمهای کوچکتر تجزيه ميشود علاوه بر آزاد شدن مقداری انرژی حرارتی دو يا سه نوترون جديد نيز رها ميشود که در صورت برخورد با اتمهای جديد اورانيوم بازهم انرژی حرارتی بيشتر و نوترونهای جديد آزاد ميشود.

اما بدليل "نيمه عمر" کوتاه اورانيوم ۲۳۵ و فروپاشی سريع آن، اين ايزوتوپ در طبيعت بسيار نادر است بطوری که از هر ۱۰۰۰ اتم اورانيوم موجود در طبيعت تنها هفت اتم از نوع U۲۳۵ بوده و مابقی از نوع سنگينتر U۲۳۸ است.

فراوری:
سنگ معدن اورانيوم بعد از استخراج، در آسيابهائی خرد و به گردی نرم تبديل ميشود. گرد بدست آمده سپس در يک فرايند شيميائی به ماده جامد زرد رنگی تبديل ميشود که به کيک زرد موسوم است. کيک زرد دارای خاصيت راديو اکتيويته است و ۶۰ تا ۷۰ درصد آنرا اورانيوم تشکيل ميدهد.

دانشمندان هسته ای برای دست يابی هرچه بيشتر به ايزوتوپ نادر U۲۳۵ که در توليد انرژی هسته ای نقشی کليدی دارد، از روشی موسوم به غنی سازی استفاده می کنند. برای اين کار، دانشمندان ابتدا کيک زرد را طی فرايندی شيميائی به ماده جامدی به نام هگزافلوئوريد اورانيوم تبديل ميکنند که بعد از حرارت داده شدن در دمای حدود ۶۴ درجه سانتيگراد به گاز تبديل ميشود.

کيک زرد دارای خاصيت راديو اکتيويته است و ۶۰ تا ۷۰ درصد آنرا اورانيوم تشکيل ميدهد

هگزافلوئوريد اورانيوم که در صنعت با نام ساده هگز شناخته ميشود ماده شيميائی خورنده ايست که بايد آنرا با احتياط نگهداری و جابجا کرد. به همين دليل پمپها و لوله هائی که برای انتقال اين گاز در تاسيسات فراوری اورانيوم بکار ميروند بايد از آلومينيوم و آلياژهای نيکل ساخته شوند. همچنين به منظور پيشگيری از هرگونه واکنش شيميايی برگشت ناپذير بايد اين گاز را دور از معرض روغن و مواد چرب کننده ديگر نگهداری کرد.

غنی سازی:
هدف از غنی سازی توليد اورانيومی است که دارای درصد بالايی از ايزوتوپ U۲۳۵ باشد.

اورانيوم مورد استفاده در راکتورهای اتمی بايد به حدی غنی شود که حاوی ۲ تا ۳ درصد اورانيوم ۲۳۵ باشد، در حالی که اورانيومی که در ساخت بمب اتمی بکار ميرود حداقل بايد حاوی ۹۰ درصد اورانيوم ۲۳۵ باشد.

يکی از روشهای معمول غنی سازی استفاده از دستگاههای سانتريفوژ گاز است.

سانتريفوژ از اتاقکی سيلندری شکل تشکيل شده که با سرعت بسيار زياد حول محور خود می چرخد. هنگامی که گاز هگزا فلوئوريد اورانيوم به داخل اين سيلندر دميده شود نيروی گريز از مرکز ناشی از چرخش آن باعث ميشود که مولکولهای سبکتری که حاوی اورانيوم ۲۳۵ است در مرکز سيلندر متمرکز شوند و مولکولهای سنگينتری که حاوی اورانيوم ۲۳۸ هستند در پايين سيلندر انباشته شوند.

اورانيوم ۲۳۵ غنی شده ای که از اين طريق بدست می آيد سپس به داخل سانتريفوژ ديگری دميده ميشود تا درجه خلوص آن باز هم بالاتر رود. اين عمل بارها و بارها توسط سانتريفوژهای متعددی که بطور سری به يکديگر متصل ميشوند تکرار ميشود تا جايی که اورانيوم ۲۳۵ با درصد خلوص مورد نياز بدست آيد.

آنچه که پس از جدا سازی اورانيوم ۲۳۵ باقی ميماند به نام اورانيوم خالی يا فقير شده شناخته ميشود که اساسا از اورانيوم ۲۳۸ تشکيل يافته است. اورانيوم خالی فلز بسيار سنگينی است که اندکی خاصيت راديو اکتيويته دارد و از آن برای ساخت گلوله های توپ ضد زره پوش و اجزای برخی جنگ افزار های ديگر از جمله منعکس کننده نوترونی در بمب اتمی استفاده ميشود.

يک شيوه ديگر غنی سازی روشی موسوم به ديفيوژن يا روش انتشاری است.

دراين روش گاز هگزافلوئوريد اورانيوم به داخل ستونهايی که جدار آنها از اجسام متخلخل تشکيل شده دميده ميشود. سوراخهای موجود در جسم متخلخل بايد قدری از قطر مولکول هگزافلوئوريد اورانيوم بزرگتر باشد.

در نتيجه اين کار مولکولهای سبکتر حاوی اورانيوم ۲۳۵ با سرعت بيشتری در اين ستونها منتشر شده و تفکيک ميشوند. اين روش غنی سازی نيز بايد مانند روش سانتريفوژ بارها و باره تکرار شود.

راکتور هسته ای:
راکتور هسته ای وسيله ايست که در آن فرايند شکافت هسته ای بصورت کنترل شده انجام ميگيرد. انرژی حرارتی بدست آمده از اين طريق را می توان برای بخار کردن آب و به گردش درآوردن توربين های بخار ژنراتورهای الکتريکی مورد استفاده قرار داد.

اورانيوم غنی شده ، معمولا به صورت قرصهائی که سطح مقطعشان به اندازه يک سکه معمولی و ضخامتشان در حدود دو و نيم سانتيمتر است در راکتورها به مصرف ميرسند. اين قرصها روی هم قرار داده شده و ميله هايی را تشکيل ميدهند که به ميله سوخت موسوم است. ميله های سوخت سپس در بسته های چندتائی دسته بندی شده و تحت فشار و در محيطی عايقبندی شده نگهداری ميشوند.

در بسياری از نيروگاهها برای جلوگيری از گرم شدن بسته های سوخت در داخل راکتور، اين بسته ها را داخل آب سرد فرو می برند. در نيروگاههای ديگر برای خنک نگه داشتن هسته راکتور ، يعنی جائی که فرايند شکافت هسته ای در آن رخ ميدهد ، از فلز مايع (سديم) يا گاز دی اکسيد کربن استفاده می شود.

1- هسته راکتور
2-پمپ خنک کننده
3- ميله های سوخت
4- مولد بخار
5- هدايت بخار به داخل توربين مولد برق

برای توليد انرژی گرمائی از طريق فرايند شکافت هسته ای ، اورانيومی که در هسته راکتور قرار داده ميشود بايد از جرم بحرانی بيشتر (فوق بحرانی) باشد. يعنی اورانيوم مورد استفاده بايد به حدی غنی شده باشد که امکان آغاز يک واکنش زنجيره ای مداوم وجود داشته باشد.

برای تنظيم و کنترل فرايند شکافت هسته ای در يک راکتور از ميله های کنترلی که معمولا از جنس کادميوم است استفاده ميشود. اين ميله ها با جذب نوترونهای آزاد در داخل راکتور از تسريع واکنشهای زنجيره ای جلوگيری ميکند. زيرا با کاهش تعداد نوترونها ، تعداد واکنشهای زنجيره ای نيز کاهش ميابد.

حدودا ۴۰۰ نيروگاه هسته ای در سرتاسر جهان فعال هستند که تقريبا ۱۷ درصد کل برق مصرفی در جهان را تامين ميکنند. از جمله کاربردهای ديگر راکتورهای هسته ای، توليد نيروی محرکه لازم برای جابجايی ناوها و زيردريايی های اتمی است.

بازفراوری:
برای بازيافت اورانيوم از سوخت هسته ای مصرف شده در راکتور از عمليات شيميايی موسوم به بازفراوری استفاده ميشود. در اين عمليات، ابتدا پوسته فلزی ميله های سوخت مصرف شده را جدا ميسازند و سپس آنها را در داخل اسيد نيتريک داغ حل ميکنند.

در نتيجه اين عمليات، ۱% پلوتونيوم ، ۳% مواد زائد به شدت راديو اکتيو و ۹۶% اورانيوم بدست می آيد که دوباره ميتوان آنرا در راکتور به مصرف رساند.

راکتورهای نظامی اين کار را بطور بسيار موثرتری انجام ميدهند. راکتور و تاسيسات باز فراوری مورد نياز برای توليد پلوتونيوم را ميتوان بطور پنهانی در داخل ساختمانهای معمولی جاسازی کرد. به همين دليل، توليد پلوتونيوم به اين طريق، برای هر کشوری که بخواهد بطور مخفيانه تسليحات اتمی توليد کند گزينه جذابی خواهد بود.

بمب پلوتونيومی:
استفاده از پلوتونيوم به جای اورانيوم در ساخت بمب اتمی مزايای بسياری دارد. تنها چهار کيلوگرم پلوتونيوم برای ساخت بمب اتمی با قدرت انفجار ۲۰ کيلو تن کافی است. در عين حال با تاسيسات بازفراوری نسبتا کوچکی ميتوان چيزی حدود ۱۲ کيلوگرم پلوتونيوم در سال توليد کرد.

بمب پلوتونيومی

1- منبع يا مولد نوترونی
2- هسته پلوتونيومی
3- پوسته منعکس کننده (بريليوم)
4- ماده منفجره پرقدرت
5- چاشنی انفجاری

کلاهک هسته ای شامل گوی پلوتونيومی است که اطراف آنرا پوسته ای موسوم به منعکس کننده نوترونی فرا گرفته است. اين پوسته که معمولا از ترکيب بريليوم و پلونيوم ساخته ميشود، نوترونهای آزادی را که از فرايند شکافت هسته ای به بيرون ميگريزند، به داخل اين فرايند بازمی تاباند.

استفاده از منعکس کننده نوترونی عملا جرم بحرانی را کاهش ميدهد و باعث ميشود که برای ايجاد واکنش زنجيره ای مداوم به پلوتونيوم کمتری نياز باشد.

برای کشور يا گروه تروريستی که بخواهد بمب اتمی بسازد، توليد پلوتونيوم با کمک راکتورهای هسته ای غير نظامی از تهيه اورانيوم غنی شده آسانتر خواهد بود. کارشناسان معتقدند که دانش و فناوری لازم برای طراحی و ساخت يک بمب پلوتونيومی ابتدائی، از دانش و فنآوری که حمله کنندگان با گاز اعصاب به شبکه متروی توکيو در سال ۱۹۹۵ در اختيار داشتند پيشرفته تر نيست.

چنين بمب پلوتونيومی ميتواند با قدرتی معادل ۱۰۰ تن تی ان تی منفجر شود، يعنی ۲۰ مرتبه قويتر از قدرتمندترين بمبگزاری تروريستی که تا کنون در جهان رخ داده است.

بمب اورانيومی:
هدف طراحان بمبهای اتمی ايجاد يک جرم فوق بحرانی ( از اورانيوم يا پلوتونيوم) است که بتواند طی يک واکنش زنجيره ای مداوم و کنترل نشده، مقادير متنابهی انرژی حرارتی آزاد کند.

يکی از ساده ترين شيوه های ساخت بمب اتمی استفاده از طرحی موسوم به "تفنگی" است که در آن گلوله کوچکی از اورانيوم که از جرم بحرانی کمتر بوده به سمت جرم بزرگتری از اورانيوم شليک ميشود بگونه ای که در اثر برخورد اين دو قطعه، جرم کلی فوق بحرانی شده و باعث آغاز واکنش زنجيره ای و انفجار هسته ای ميشود.

کل اين فرايند در کسر کوچکی از ثانيه رخ ميدهد.

جهت توليد سوخت مورد نياز بمب اتمی، هگزا فلوئوريد اورانيوم غنی شده را ابتدا به اکسيد اورانيوم و سپس به شمش فلزی اورانيوم تبديل ميکنند. انجام اين کار از طريق فرايندهای شيميائی و مهندسی نسبتا ساده ای امکان پذير است.

قدرت انفجار يک بمب اتمی معمولی حداکثر ۵۰ کيلو تن است، اما با کمک روش خاصی که متکی بر مهار خصوصيات جوش يا گداز هسته ای است ميتوان قدرت بمب را افزايش داد.

در فرايند گداز هسته ای ، هسته های ايزوتوپهای هيدروژن به يکديگر جوش خورده و هسته اتم هليوم را ايجاد ميکنند. اين فرايند هنگامی رخ ميدهد که هسته های اتمهای هيدروژن در معرض گرما و فشار شديد قرار بگيرند. انفجار بمب اتمی گرما و فشار شديد مورد نياز برای آغاز اين فرايند را فراهم ميکند.

طی فرايند گداز هسته ای نوترونهای بيشتری رها ميشوند که با تغذيه واکنش زنجيره ای، انفجار شديدتری را بدنبال می آورند. اينگونه بمبهای اتمی تقويت شده به بمبهای هيدروژنی يا بمبهای اتمی حرارتی موسومند.

غنی سازی اورانیوم

سانتریفیوژ دستگاهی است که برای جدا سازی مواد از یکدیگر بر اساس وزن آنها استفاده می شود. این دستگاه مواد را با سرعت زیاد حول یک محور به گردش در می آورد و مواد متناسب با وزنی که دارند از محور فاصله می گیرند.

در واقع در این روش برای جدا سازی مواد از یکدیگر از شتاب ناشی از نیروی گریز از مرکز استفاده می گردد، کاربرد عمومی این دستگاه برای جداسازی مایع از مایع و یا مایع از جامد است.

سانتریفیوژ هایی که برای غنی سازی اورانیوم استفاده می شود حالت خاصی دارند که برای گاز تهیه شده اند که به آنها Hyper-Centrifuge گفته می شود. پیش از آنکه دانشمندان از این روش برای غنی سازی اورانیوم استفاده کنند از تکنولوژی خاصی بنام Gaseous Diffusion به معنی پخش و توزیع گازی استفاده می کردند.

Gaseous Diffusion
در روش Gaseous Diffusion، گاز هگزافلوراید اورانیوم (UF6) را با سرعت از صفحات خاصی که حالت ----- دارند عبور داده می شود و طی آن این صفحات می توانند به دلیل داشتن منافذ و خلل و فرج زیاد تا حدی می توانند اوانیوم 235 را از 238 جدا کنند. (به شکل بالا دقت کنید)

در این روش با تکرار استفاده از این صفحات ----- مانند، بصورت آبشاری (Cascade)، میزان اورانیوم 235 را به مقدار دلخواه بالا می بردند. این روش اولین راهکارهای صنعتی برای غنی سازی اورانیوم بود که کابرد عملی پیدا کرد.

Gaseous Diffusion از جمله تکنولوژی هایی بود که ایالات متحده طی جنگ جهانی دوم در پروژه ای بنام منهتن (Manhattan) برای ساخت بمب هسته ای، با کمک انگلیس و کانادا به آن دست پیدا کرد.

نمونه ای از سانتریفیوژهای گازی آبشاری که برای غنی سازی اورانیوم از آنها استفاده می شود. Hyper-Centrifuge
اما در روش استفاده از سانتریفیوژ برای غنی سازی اورانیوم، تعداد بسیار زیادی از این دستگاهها بصورت سری و موازی بکار می برند تا با کمک آن بتوانند غلظت اورانیوم 235 را افزایش دهند.

گاز هگزافلوراید اورانیوم (UF6) در داخل سیلندرهای سانتریفیوژ تزریق می شود و با سرعت زیاد به گردش در آورده می گردد. گردش سریع سیلندر، نیروی گریز از مرکز بسیار قوی ای تولید می کند و طی آن مولکولهای سنگین تر (آنهایی که شامل ایزوتوپ اورانیوم 238 هستند) از مرکز محور گردش دور تر می گردند و برعکس آنها که مولکول های سبک تری دارند (حاوی ایزوتوپ اورانیوم 235) بیشتر حول محور سانتریفیوژ قرار می گیرند.

در این هنگام با استفاده از روشهای خاص گازی که حول محور جمع شده است جمع آوری شده به مرحله دیگر یعنی دستگاه سانتریفیوژ بعدی هدایت می گردد. میزان گاز هگزافلوراید اورانیوم شامل اورانیوم 235 ای که در این روش از یک واحد جداسازی بدست می آید به مراتب بیشتر از مقداری است که در روش قبلی (Gaseous Diffusion) بدست می آید، به همین علت است که امروزه در بیشتر نقاط جهان برای غنی سازی اورانیوم از این روش استفاده می کنند.

بزرگترین دستگاههای آبشاری سانتریفیوژ در کشورهایی مانند فرانسه، آلمان، انگلستان و چین در حال غنی سازی اورانیوم هستد. این کشورها علاوه بر مصرف داخلی به صادرات اورانیوم غنی شده نیز می پردازند. کشور ژاپن هم دارای دستگاههای بزرگ سانتریفیوژ است اما تنها برای مصرف داخلی اورانیوم غنی شده تولید می کند

__________________

تاريخچه بمب اتم

هانري بكرل نخستين كسي بود كه متوجه پرتودهي عجيب سنگ معدن اورانيم گرديدبس ازان در سال 1909 ميلادي ارنست رادرفوردهسته اتم را كشف كردوي همچنين نشان دادكه پرتوهاي راديواكتيودر ميدان مغناطيسي به سه دسته تقيسيم مي شود( پرتوهاي الفا وبتا وگاما)بعدها دانشمندان دريافتند كه منشاء اين پرتوها درون هسته اتم اورانيم مي باشد.

در سال 1938 با انجام ازمايشاتي توسط دو دانشمند ا لماني بنامهاي ا توها ن و فريتس شتراسمن فيزيك هسته اي پاي به مرحله تازه اي نهاد اين فيزيكدانان با بمباران هسته اتم اورانيم بوسيله نوترونها به عناصر راديواكتيوي دست يافتندكه جرم اتمي كوچكتري نسبت به اورانيم داشت او براي توصيف علت ايجاد اين عناصرليزه ميتنرو اتو فريش پديده شكافت هسته رادر اورانيم تو ضيح دادندودر اينجا بود كه نا قوس شوم اختراع بمب اتمي به صدا در امد.

U235 + n -> fission + 2 or 3 n + 200 MeV

زيرا همانطور كه در شكل فوق مي بينيد هر فروپاشي هسته اورانيم0 ميتوانست تا 200 مگاولت انرژي ازاد كند وبديهي بود اگر هسته هاي بيشتري فرو پاشيده مي شد انرژي فراواني حاصل مي گرديد.

بعدها فيزيكدانان ديگري نيز در اين محدوده به تحقيق مي پرداختند يكي ازانان انريكو فرمي بود( 1954 - 1901) كه بخاطر تحقيقاتش در سال 1938 موفق به دريافت جايزه نوبل گرديد.

در سال 1939 يعني قبل از شروع جنگ جهاني دوم در بين فيزيكدانان اين بيم وجود داشت كه المانيهابه كمك فيزيكدانان نابغه اي مانند هايزنبرگ ودستيارانش بتوانند با استفاده از دانش شكافت هسته اي بمب اتمي بسازندبه همين دليل از البرت انيشتين خواستند كه نامه اي به فرانكلين روزولت رئيس جمهوروقت امريكا بنويسددر ان نامه تاريخي از امكان ساخت بمبي صحبت شد كه هر گز هايزنبرگ ان را نساخت.

چنين شدكه دولتمردان امريكا براي پيشدستي برالمان پروژه مانهتن را براه انداختندو از انريكو فرمي دعوت به عمل اوردند تا مقدمات ساخت بمب اتمي را فراهم سازد سه سال بعددر دوم دسامبر 1942 در ساعت 3 بعد از ظهر نخستين راكتور اتمي دنيا در دانشگاه شيكاگو امريكا ساخته شد.

سپس در 16 ژوئيه 1945 نخستين ازمايش بمب اتمي در صحراي الامو گرودو نيو مكزيكو انجام شد.

سه هفته بعد هيروشيمادرساعت 8:15 صبح در تاريخ 6 اگوست 1945 بوسيله بمب اورانيمي بمباران گردييد و ناكازاكي در 9 اگوست سال 1945 در ساعت حدود 11:15 بوسيله بمب پلوتونيمي بمباران شدند كه طي ان بمبارانها صدها هزار نفر فورا جان باختند.

انريكو فرمي (صف جلو نفر اول سمت چپ) و همكارانش در شيكاگو پس از ساخت نخستين راكتور هسته اي جهان به اميد انكه از راكتور هسته اي تنها در اهداف صلح اميز استفاده شود و دنيا عاري از سلاحهاي اتمي گردد

ليزه ميتنر ( مادر انرژي اتمي)

ليزه در سال 1878 در يك خانواده هشت نفري بدنيا امد وي سومين فرزند خانواده بود باو جود تمامي مشكلاتي كه بر سر راه وي بخاطر زن بودنش بود در سال 1901 وارد دانشگاه وين شد و تحت نظارت بولتزمن كه يكي از فيزيكدانان بنام دنيا بود فيزيك را اموخت . ليزه توانست در سال 1907 به درجه دكتر نايل گردد و سپس راهي برلين گرديد تا در دانشگاهي كه ماكس پلا نك رياست بخش فيزيك ان را بر عهده داشت به مطالعه و تحقيق بپردازد بيشتر كارهاي تحقيقاتي وي در همين دانشگاه بود وي هيچگونه علاقه اي به سياست نداشت و لي به علت دخالتهاي روزن افزون ارتش نازي مجبور به ترك برلين گرديد ودر سال 1938 به يك انستيتو در استكهلم رفت . ليزه ميتنر به همراه همكارش اتو فريش اولين كساني بودند كه شكافت هسته را توضيح دادند انان در سال 1939 در مجله طبيعت مقاله معروف خود را در مورد شكافت هسته اي دادند وبدين ترتيب راه را براي استفاده از انرژي گشودند به همين دليل پس از جنگ جهاني دوم به ميتنر لقب مادر بمب اتمي داده شد ولي چون وي نمي خواست از كشفش بعنوان بمبي هولناك استفاده گردد بهتر است به ليزه لقب مادر انرژي اتمي داده شود

ساختار نيروگاه هاي اتمي جهان و نيز شرح مختصري درباره طرز غني سازي اورانيوم

مطالبي در مورد ساختار نيروگاه هاي اتمي جهان و نيز شرح مختصري درباره طرز غني سازي اورانيوم و يا سنتز عنصر پلوتونيوم :

برحسب نظريه اتمي عنصر عبارت است از يك جسم خالص ساده كه با روش هاي شيميايي نمي توان آن را تفكيك كرد. از تركيب عناصر با يكديگر اجسام مركب به وجود مي آيند. تعداد عناصر شناخته شده در طبيعت حدود ۹۲ عنصر است.

هيدروژن اولين و ساده ترين عنصر و پس از آن هليم، كربن، ازت، اكسيژن و... فلزات روي، مس، آهن، نيكل و... و بالاخره آخرين عنصر طبيعي به شماره ۹۲، عنصر اورانيوم است. بشر توانسته است به طور مصنوعي و به كمك واكنش هاي هسته اي در راكتورهاي اتمي و يا به كمك شتاب دهنده هاي قوي بيش از ۲۰ عنصر ديگر بسازد كه تمام آن ها ناپايدارند و عمر كوتاه دارند و به سرعت با انتشار پرتوهايي تخريب مي شوند. اتم هاي يك عنصر از اجتماع ذرات بنيادي به نام پرتون، نوترون و الكترون تشكيل يافته اند. پروتون بار مثبت و الكترون بار منفي و نوترون فاقد بار است.

تعداد پروتون ها نام و محل قرار گرفتن عنصر را در جدول تناوبي (جدول مندليف) مشخص مي كند. اتم هيدروژن يك پروتون دارد و در خانه شماره ۱ جدول و اتم هليم در خانه شماره ۲، اتم سديم در خانه شماره ۱۱ و... و اتم اورانيوم در خانه شماره ۹۲ قرار دارد. يعني داراي ۹۲ پروتون است.

ايزوتوپ هاي اورانيوم

تعداد نوترون ها در اتم هاي مختلف يك عنصر همواره يكسان نيست كه براي مشخص كردن آنها از كلمه ايزوتوپ استفاده مي شود.

بنابراين اتم هاي مختلف يك عنصر را ايزوتوپ مي گويند. مثلاً عنصر هيدروژن سه ايزوتوپ دارد: هيدروژن معمولي كه فقط يك پروتون دارد و فاقد نوترون است. هيدروژن سنگين يك پروتون و يك نوترون دارد كه به آن دوتريم گويند و نهايتاً تريتيم كه از دو نوترون و يك پروتون تشكيل شده و ناپايدار است و طي زمان تجزيه مي شود.

ايزوتوپ سنگين هيدروژن يعني دوتريم در نيروگاه هاي اتمي كاربرد دارد و از الكتروليز آب به دست مي آيد. در جنگ دوم جهاني آلماني ها براي ساختن نيروگاه اتمي و تهيه بمب اتمي در سوئد و نروژ مقادير بسيار زيادي آب سنگين تهيه كرده بودند كه انگليسي ها متوجه منظور آلماني ها شده و مخازن و دستگاه هاي الكتروليز آنها را نابود كردند.

غالب عناصر ايزوتوپ دارند از آن جمله عنصر اورانيوم، چهار ايزوتوپ دارد كه فقط دو ايزوتوپ آن به علت داشتن نيمه عمر نسبتاً بالا در طبيعت و در سنگ معدن يافت مي شوند. اين دو ايزوتوپ عبارتند از اورانيوم ۲۳۵ و اورانيوم ۲۳۸ كه در هر دو ۹۲ پروتون وجود دارد ولي اولي ۱۴۳ و دومي ۱۴۶ نوترون دارد. اختلاف اين دو فقط وجود ۳ نوترون اضافي در ايزوتوپ سنگين است ولي از نظر خواص شيميايي اين دو ايزوتوپ كاملاً يكسان هستند و براي جداسازي آنها از يكديگر حتماً بايد از خواص فيزيكي آنها يعني اختلاف جرم ايزوتوپ ها استفاده كرد. ايزوتوپ اورانيوم ۲۳۵ شكست پذير است و در نيروگاه هاي اتمي از اين خاصيت استفاده مي شود و حرارت ايجاد شده در اثر اين شكست را تبديل به انرژي الكتريكي مي نمايند. در واقع ورود يك نوترون به درون هسته اين اتم سبب شكست آن شده و به ازاي هر اتم شكسته شده ۲۰۰ ميليون الكترون ولت انرژي و دو تكه شكست و تعدادي نوترون حاصل مي شود كه مي توانند اتم هاي ديگر را بشكنند. بنابراين در برخي از نيروگاه ها ترجيح مي دهند تا حدي اين ايزوتوپ را در مخلوط طبيعي دو ايزوتوپ غني كنند و بدين ترتيب مسئله غني سازي اورانيوم مطرح مي شود.

ساختار نيروگاه اتمي

به طور خلاصه چگونگي كاركرد نيروگاه هاي اتمي را بيان كرده و ساختمان دروني آنها را مورد بررسي قرار مي دهيم.

طي سال هاي گذشته اغلب كشورها به استفاده از اين نوع انرژي هسته اي تمايل داشتند و حتي دولت ايران ۱۵ نيروگاه اتمي به كشورهاي آمريكا، فرانسه و آلمان سفارش داده بود. ولي خوشبختانه بعد از وقوع دو حادثه مهم تري ميل آيلند (Three Mile Island) در ۲۸ مارس ۱۹۷۹ و فاجعه چرنوبيل (Tchernobyl) در روسيه در ۲۶ آوريل ۱۹۸۶، نظر افكار عمومي نسبت به كاربرد اتم براي توليد انرژي تغيير كرد و ترس و وحشت از جنگ اتمي و به خصوص امكان تهيه بمب اتمي در جهان سوم، كشورهاي غربي را موقتاً مجبور به تجديدنظر در برنامه هاي اتمي خود كرد.

نيروگاه اتمي در واقع يك بمب اتمي است كه به كمك ميله هاي مهاركننده و خروج دماي دروني به وسيله مواد خنك كننده مثل آب و گاز، تحت كنترل درآمده است. اگر روزي اين ميله ها و يا پمپ هاي انتقال دهنده مواد خنك كننده وظيفه خود را درست انجام ندهند، سوانح متعددي به وجود مي آيد و حتي ممكن است نيروگاه نيز منفجر شود، مانند فاجعه نيروگاه چرنوبيل شوروي. يك نيروگاه اتمي متشكل از مواد مختلفي است كه همه آنها نقش اساسي و مهم در تعادل و ادامه حيات آن را دارند. اين مواد عبارت اند از:

۱ _ ماده سوخت متشكل از اورانيوم طبيعي، اورانيوم غني شده، اورانيوم و پلوتونيم است.

عمل سوختن اورانيوم در داخل نيروگاه اتمي متفاوت از سوختن زغال يا هر نوع سوخت فسيلي ديگر است. در اين پديده با ورود يك نوترون كم انرژي به داخل هسته ايزوتوپ اورانيوم ۲۳۵ عمل شكست انجام مي گيرد و انرژي فراواني توليد مي كند. بعد از ورود نوترون به درون هسته اتم، ناپايداري در هسته به وجود آمده و بعد از لحظه بسيار كوتاهي هسته اتم شكسته شده و تبديل به دوتكه شكست و تعدادي نوترون مي شود. تعداد متوسط نوترون ها به ازاي هر ۱۰۰ اتم شكسته شده ۲۴۷ عدد است و اين نوترون ها اتم هاي ديگر را مي شكنند و اگر كنترلي در مهار كردن تعداد آنها نباشد واكنش شكست در داخل توده اورانيوم به صورت زنجيره اي انجام مي شود كه در زماني بسيار كوتاه منجر به انفجار شديدي خواهد شد.

در واقع ورود نوترون به درون هسته اتم اورانيوم و شكسته شدن آن توام با انتشار انرژي معادل با ۲۰۰ ميليون الكترون ولت است اين مقدار انرژي در سطح اتمي بسيار ناچيز ولي در مورد يك گرم از اورانيوم در حدود صدها هزار مگاوات است. كه اگر به صورت زنجيره اي انجام شود، در كمتر از هزارم ثانيه مشابه بمب اتمي عمل خواهد كرد.

اما اگر تعداد شكست ها را در توده اورانيوم و طي زمان محدود كرده به نحوي كه به ازاي هر شكست، اتم بعدي شكست حاصل كند شرايط يك نيروگاه اتمي به وجود مي آيد. به عنوان مثال نيروگاهي كه داراي ۱۰ تن اورانيوم طبيعي است قدرتي معادل با ۱۰۰ مگاوات خواهد داشت و به طور متوسط ۱۰۵ گرم اورانيوم ۲۳۵ در روز در اين نيروگاه شكسته مي شود و همان طور كه قبلاً گفته شد در اثر جذب نوترون به وسيله ايزوتوپ اورانيوم ۲۳۸ اورانيوم ۲۳۹ به وجود مي آمد كه بعد از دو بار انتشار پرتوهاي بتا (يا الكترون) به پلوتونيم ۲۳۹ تبديل مي شود كه خود مانند اورانيوم ۲۳۵ شكست پذير است. در اين عمل ۷۰ گرم پلوتونيم حاصل مي شود. ولي اگر نيروگاه سورژنراتور باشد و تعداد نوترون هاي موجود در نيروگاه زياد باشند مقدار جذب به مراتب بيشتر از اين خواهد بودو مقدار پلوتونيم هاي به وجود آمده از مقدار آنهايي كه شكسته مي شوند بيشتر خواهند بود. در چنين حالتي بعد از پياده كردن ميله هاي سوخت مي توان پلوتونيم به وجود آمده را از اورانيوم و فرآورده هاي شكست را به كمك واكنش هاي شيميايي بسيار ساده جدا و به منظور تهيه بمب اتمي ذخيره كرد.

۲ _ نرم كننده ها موادي هستند كه برخورد نوترون هاي حاصل از شكست با آنها الزامي است و براي كم كردن انرژي اين نوترون ها به كار مي روند. زيرا احتمال واكنش شكست پي در پي به ازاي نوترون هاي كم انرژي بيشتر مي شود. آب سنگين (D2O) يا زغال سنگ (گرافيت) به عنوان نرم كننده نوترون به كار برده مي شوند.

۳ _ ميله هاي مهاركننده: اين ميله ها از مواد جاذب نوترون درست شده اند و وجود آنها در داخل رآكتور اتمي الزامي است و مانع افزايش ناگهاني تعداد نوترون ها در قلب رآكتور مي شوند. اگر اين ميله ها كار اصلي خود را انجام ندهند، در زماني كمتر از چند هزارم ثانيه قدرت رآكتور چند برابر شده و حالت انفجاري يا ديورژانس رآكتور پيش مي آيد. اين ميله ها مي توانند از جنس عنصر كادميم و يا بور باشند.

۴ _ مواد خنك كننده يا انتقال دهنده انرژي حرارتي: اين مواد انرژي حاصل از شكست اورانيوم را به خارج از رآكتور انتقال داده و توربين هاي مولد برق را به حركت در مي آورند و پس از خنك شدن مجدداً به داخل رآكتور برمي گردند. البته مواد در مدار بسته و محدودي عمل مي كنند و با خارج از محيط رآكتور تماسي ندارند. اين مواد مي توانند گاز CO2 ، آب، آب سنگين، هليم گازي و يا سديم مذاب باشند.

پي نوشت:
* محقق مركز اتمي فرانسه _ دكتراي دولتي فرانسه در شيمي فيزيك اتمي

غنی سازی اورانيم
سنگ معدن اورانيوم موجود در طبيعت از دو ايزوتوپ ۲۳۵ به مقدار ۷/۰ درصد و اورانيوم ۲۳۸ به مقدار ۳/۹۹ درصد تشكيل شده است. سنگ معدن را ابتدا در اسيد حل كرده و بعد از تخليص فلز، اورانيوم را به صورت تركيب با اتم فلئور (F) و به صورت مولكول اورانيوم هكزا فلورايد UF6 تبديل مي كنند كه به حالت گازي است. سرعت متوسط مولكول هاي گازي با جرم مولكولي گاز نسبت عكس دارد اين پديده را گراهان در سال ۱۸۶۴ كشف كرد. از اين پديده كه به نام ديفوزيون گازي مشهور است براي غني سازي اورانيوم استفاده مي كنند.در عمل اورانيوم هكزا فلورايد طبيعي گازي شكل را از ستون هايي كه جدار آنها از اجسام متخلخل (خلل و فرج دار) درست شده است عبور مي دهند. منافذ موجود در جسم متخلخل بايد قدري بيشتر از شعاع اتمي يعني در حدود ۵/۲ انگشترم (۰۰۰۰۰۰۰۲۵/۰ سانتيمتر) باشد. ضريب جداسازي متناسب با اختلاف جرم مولكول ها است.روش غني سازي اورانيوم تقريباً مطابق همين اصولي است كه در اينجا گفته شد. با وجود اين مي توان به خوبي حدس زد كه پرخرج ترين مرحله تهيه سوخت اتمي همين مرحله غني سازي ايزوتوپ ها است زيرا از هر هزاران كيلو سنگ معدن اورانيوم ۱۴۰ كيلوگرم اورانيوم طبيعي به دست مي آيد كه فقط يك كيلوگرم اورانيوم ۲۳۵ خالص در آن وجود دارد. براي تهيه و تغليظ اورانيوم تا حد ۵ درصد حداقل ۲۰۰۰ برج از اجسام خلل و فرج دار با ابعاد نسبتاً بزرگ و پي درپي لازم است تا نسبت ايزوتوپ ها تا از برخي به برج ديگر به مقدار ۰۱/۰ درصد تغيير پيدا كند. در نهايت موقعي كه نسبت اورانيوم ۲۳۵ به اورانيوم ۲۳۸ به ۵ درصد رسيد بايد براي تخليص كامل از سانتريفوژهاي بسيار قوي استفاده نمود. براي ساختن نيروگاه اتمي، اورانيوم طبيعي و يا اورانيوم غني شده بين ۱ تا ۵ درصد كافي است. ولي براي تهيه بمب اتمي حداقل ۵ تا ۶ كيلوگرم اورانيوم ۲۳۵ صددرصد خالص نياز است. عملا در صنايع نظامي از اين روش استفاده نمي شود و بمب هاي اتمي را از پلوتونيوم ۲۳۹ كه سنتز و تخليص شيميايي آن بسيار ساده تر است تهيه مي كنند. عنصر اخير را در نيروگاه هاي بسيار قوي مي سازند كه تعداد نوترون هاي موجود در آنها از صدها هزار ميليارد نوترون در ثانيه در سانتيمتر مربع تجاوز مي كند. عملاً كليه بمب هاي اتمي موجود در زراد خانه هاي جهان از اين عنصر درست مي شود.روش ساخت اين عنصر در داخل نيروگاه هاي اتمي به صورت زير است: ايزوتوپ هاي اورانيوم ۲۳۸ شكست پذير نيستند ولي جاذب نوترون كم انرژي (نوترون حرارتي هستند. تعدادي از نوترون هاي حاصل از شكست اورانيوم ۲۳۵ را جذب مي كنند و تبديل به اورانيوم ۲۳۹ مي شوند. اين ايزوتوپ از اورانيوم بسيار ناپايدار است و در كمتر از ده ساعت تمام اتم هاي به وجود آمده تخريب مي شوند. در درون هسته پايدار اورانيوم ۲۳۹ يكي از نوترون ها خودبه خود به پروتون و يك الكترون تبديل مي شود.بنابراين تعداد پروتون ها يكي اضافه شده و عنصر جديد را كه ۹۳ پروتون دارد نپتونيم مي نامند كه اين عنصر نيز ناپايدار است و يكي از نوترون هاي آن خود به خود به پروتون تبديل مي شود و در نتيجه به تعداد پروتون ها يكي اضافه شده و عنصر جديد كه ۹۴ پروتون دارد را پلوتونيم مي نامند. اين تجربه طي چندين روز انجام مي گيرد.

کاربردهای انرژی هسته ای

دید کلی:

انرژی هسته ای کاربرداری زیاد 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 .

پیل برق هسته ای Nuelear 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 ها 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

کاربرد انرژی هسته ای در بخش دامپزشکی و دامپروری :

تکنیکهای هسته ای در حوزه دامپزشکی موارد مصرفی چون تشخیص و درمان بیماریهای دامی ، تولید مثل دام ، اصلاح نژاد و دام ، تغذیه ، بهداشت و ایمن سازی محصولات دامی و خوراک دام دارد.

کاربرد انرژی هسته ای در دسترسی به منابع آب :

تکنیکهای هسته ای برای شناسایی حوزه های آب زیر زمینی هدایت آبهای سطحی و زیر زمینی ، کشف و کنترل نشت و ایمنی سدها مورد استفاده قرار میگیرد. در شیرین کردن آبهای شور نیز انرژی هستهای کاربرد دارد.

کاربردهای کشاورزی:

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

• موتاسیون 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.

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

آنچه باید بدانیم:

تکنیکهای هسته ای بر کشف مینهای ضد نفر نیز کاربرد دارد. بنابرین ، دانش هسته ای با این قدرت و وسعتی که دارد، هر روز بر دامنه استفاده از فناوری هسته ای و بویژه انرژی هسته ای افزوده می شود. کاربرد انرژی در بخشهای مختلف به گونهای است که اگر کشوری فناوری هسته ای را نهادینه نماید، در بسیاری از حوزه‌های علمی و صنعتی ، ارتقای پیدا می کند و مسیر توسعه را با سرعت طی می نماید.

انرژی هسته ای در پزشکی هسته ای و امور بهداشتی:

در کشورهای پیشرفته صنعتی ، از انرژی هسته ای به صورت گسترده در پزشکی استفاده می گردد. با توجه به شیوع برخی از بیماریها از جمله سرطان ، ضرورت تقویت طب هسته ای در کشورهای در حال توسعه ، هر روز بیشتر می شود. موارد زیر از مصادیق تکنیکهای هسته ای در علم پزشکی است:

تهیه و تولید کیتهای رادیو دارویی جهت مراکز پزشکی هسته ای

تهیه و تولید رادیو دارویی جهت تشخیص بیماری تیرویید و درمان آنها

تهیه و تولید کیتهای هورمونی

تشخیص و درمان سرطان پروستات

تشخیص سرطان کولون ، روده کوچک و برخی سرطانهای سینه

تشخیص تومورهای سرطانی و بررسی تومورهای مغزی ، سینه و ناراحتی وریدی

تصویر برداری بیماریهای قلبی ، تشخیص عفونتها و التهاب مفصلی ، آمبولی و لختههای وریدی

موارد دیگری چون تشخیص کم خونی ، کنترل رادیو داروهای خوراکی و تزریقی و ...

کاربرد انرژی هسته ای در تولید برق :

یکی از مهم ترین موارد استفاده صلح آمیز از انرژی هسته ای ، تولید برق از طریق نیروگاههای اتمی است. با توم به پایان پذیر بودن منابع فسیلی و روند رو به رشد توسعه اجتماعی و اقتصادی ، استفاده از انرژی هسته ای برای تولید برق را امری ضروری و لازم می دانند و ساخت چند نیروگاه اتمی را دنبال مینماید.

ایران هر ساله حدودا به هفت هزار مگاوات برق در سال نیاز دارد. نیروگاه اتمی بوشهر 1000 مگاوات برق را در صورت راه اندازی تامین می نماید. و احداث نیروگاههای دیگر برای رفع این نیازی ضروری است. برای تولید میزان برق حدود 190 میلیون بشکه نفت خام مصرف می شود. که در صورت تامین از طریق انرژی هسته ای سالیانه 5 میلیارد دلار صرفه جویی خواهد شد.

برتری انرژی هسته ای بر سایر انرژیها:

علاوه بر صرفه اقتصادی دلایل زیر استفاده از انرژی هسته ای را ضروری مینماید. منابع فسیلی محدود بوده و متعلق به نسلهای آتی میباشد. استفاده از نفت خام در صنایع تبدیل پتروشیمی ارزش بیشتری دارد. تولید برق از طریق نیروگاه اتمی ، آلودگی نیروگاههای کنونی را ندارد. تولید هفت هزار مگاوات با مصرف 190 میلیون شبکه نفت خام ، هزارتن دیاکسید کربن ، 150 تن ذرات معلق در هوا ، 130 تن گوگرد و 50 تن اکسید نیتروژن را در محیط زیست پراکنده می کند، در حالی که نیروگاه اتمی چنین آلودگی را ندارد.

صنايع در سايه راديو ايزوتوپ ها ايمن ترند
تريتيم
همجوشی خورشیدی
اشعه گاما
فاصله ايران با بمب اتم، هفده سال يا دو هفته؟
آشنایی با فعالیت های سازمان انرژی اتمی ایران ۱
راز سانتريفيوژهاي جمهوري اسلامي
مولد آبشاری
PET Scan
عکس های هوايی از تاسيسات هسته ای ايران
ساختار نيروگاه هاي اتمي جهان
اورانيوم و انرژی هسته ای ۱
چگونگی اسکن قلب
دوربین گاما
چرخه سوخت هسته‌اى
مواد مورد نیاز در راکتورهای هسته‌ای
کاربردهای علوم و تکنولوژی هسته ای
جدول تناوبی با خواص بسيار
پزشکي هسته ای
ايزوتوپ های اورانيوم
کاربرد راکتورهای هسته ای
تصو یربرداری پزشکی
کاربرد راديو داروها
نيروگاه چرنوبيل و راکتور کولپس کرده آن
رادیو بیولوژی
استفاده صلح آمیز از انرژی هسته‌ای
بمب هیدروژنی
بمب هسته ای
زباله‌ هسته‌ای
نگاهي به جديدترين طرح توليد انرژي در قرن بيست و يكم
ذرات بنیادی واقعی
اشعه مادون قرمز
اشعه فرابنفش
ذرات بنیادی
اشعه ایکس
واکنش های هسته ای Reactions Nuclear
عالم نامريی
ايران هسته ای از ديد آژانس
پزشکی هسته ای
پزشکی هسته‌ای و رادیو داروها
شکافت در طبیعت
تولید انرژی از خورشید
فیزیک پزشکی
شتاب دهنده ذرات
آشکار سازی ذرات
اصطلاحات در فیزیک هسته ای :
گاهشمار رویدادهای مهم در فیزیک هسته ای
انرژی مهمترین هدف مراکز هسته ای جمهوری اسلامی
اثر تابش بر ماده
چگونه بمب اتم بسازيم؟؟
فن‌آوری هسته‌ای
همه چيز درباره اورانيوم
آزمون تئوري نسبيت : حق با انيشتين بود
بيگ بنگ - انفجار بزرگ منشا پيدايش کائنات
از بمب اتم بيشتر بدانيم
آيا ضد ماده (پاد ماده) وجود دارد ؟
استفاده صلح آمیز از انرژی هسته‌ای

انرژی هسته ای – شکافت و گداخت

انرژی هسته ای، شکل اصلی دیگری از انرژی است که در داخل اتم قرار دارد . یکی از قوانین جهانی این است که انرژی نه تولید پذیر است و نه از بین رفتنی ، اما به شکلهای دیگر قابل تبدیل است.

ماده را می توان به انرژی تبدیل نمود. آلبرت انیشتن ، مشهورترین دانشمند جهان ، فرمول ریاضی خاصی را برای شرح این نظریه ارائه نموده است :

E = MC²

برطبق فرمول فوق انرژی (E) برابر است با جرم (m) ضربدر سرعت نور به توان دو .

لطفاً توجه داشته باشید که بعضی از نرم افزارهای وب قادر به نمایش توان روی شبکه نیستند. معمولاً مجذور C توسط قرار دادن عدد 2 کوچک در بالا و سمت راست C نشان داده می شود. دانشمندان از معادله انیشتن برای آزاد سازی انرژی نهفته در اتم و نیز جهت ساخت بمب اتمی استفاده نمودند.

یونانیان قدیم براین باور بودند که کوچکترین جزء طبیعت ، اتم است. اما در 2000 سال قبل ، آنها نمی دانستند که ذرات کوچکتر از اتم نیز در طبیعت یافت می شود.

همانطوریکه در فصل 2 گفتیم ، اتمها از ذرات کوچکتری به نام هسته ، که خود متشکل از پروتون و نوترون هستند ، تشکیل شده اند. این اتمها توسط الکترونهایی احاط شده که بدور آنها می چرخند، درست مثل گردش زمین به دور خورشید.

شکاف هسته ای

هسته اتم می تواند شکافته شود. زمانیکه این مسئله رخ میدهد، مقدار زیادی انرژی آزاد می شود. این انرژی به دو صورت گرما و نور است. انیشتن معتقد بود که مقدار کوچکی از ماده حاوی مقدار زیادی انرژی است. زمانیکه این انرژی ، آهسته از اتم خارج می شود ، می توان آنرا مهار نمود و تولید برق نمود. اما زمانیکه انرژی موجود در هسته اتم بطور ناگهانی آزاد می شود ، انفجار عظیمی مانند بمب اتم رخ میدهد.

سوخت یک نیروگاه هسته ای (مانند نیروگاه هسته ای کانیون در تصویر) ، اورانیوم است. اورانیوم عنصری است که در اکثر مناطق جهان از زیرزمین استخراج می شود. اورانیوم بعداز مرحله کانه آرایی بصورت قرصهای بسیار کوچکی در داخل میله های بلند قرار گرفته و داخل رآکتور نیروگاه نصب می شوند. کلمه «Fission» به معنی شکافت است. در داخل رآکتور یک نیروگاه اتمی ، اتمهای اورانیوم تحت یک واکنش زنجیره ای کنترل شده ، شکافته می شوند. در یک واکنش زنجیره ای ، ذرات حاصل از شکافت اتم به سایر اتمهای اورانیوم برخورد کرده و باعث شکافت آنها می گردند. هریک از ذرات آزاد شده مجدداً باعث شکافت سایر اتمها در یک واکنش زنجیره ای می شود. درنیروگاههای هسته ای ، معمولاً از یک سری
میله های کنترل جهت تنظیم سرعت واکنش زنجیره ای استفاده می گردد. عدم کنترل این واکنشها
می تواند منجربه تولید بمب اتم شود. اما در بمب اتم ، تقریباً ذرات خالص اورانیوم 235 یا پلوتونیوم (باشکل و جرم معینی) باید با نیروی زیادی در کنارهم قرار گیرند. چنین شرایطی در یک رآکتور هسته ای وجود ندارد.

واکنشهای زنجیره ای همچنین باعث تولید یک سری مواد رادیواکتیو می شوند. این مواد در صورت رهایی می توانند به مردم آسیب برسانند. بنابراین آنها را به شکل جامد نگهداری می کنند. این مواد در گنبدهای بتنی بسیار قوی نگهداری می شوند تا در صورت بروز حوادث مختلف ، خطری بوجود نیاید (به تصویر توجه کنید).

واکنشهای زنجیره ای باعث تولید انرژی گرمایی می شوند. این انرژی گرمایی برای جوشاندن آب در قلب رآکتور مورد استفاده قرار می گیرد. بنابراین ، به جای سوزاندن سوخت ، در نیروگاههای هسته ای ، اتمها از طریق واکنش زنجیره ای شکافته شده و انرژی گرمایی تولید می کنند. این آب از اطراف رآکتور به قسمت دیگری از نیروگاه فرستاده می شود. در این قسمت که مبدل گرمایی نامیده می شود، لوله های پر از آب حرارت داده شده و بخار تولید می کنند. سپس بخار حاصله باعث گردش توربین و درنتیجه تولید برق میشود. مقطع عرضی یک نیروگاه هسته ای در شکل نشان داده شده است.

گداخت هسته ای

گداخت شکل دیگری از انرژی هسته ای است. گداخت ، به معنی الحاق هسته های کوچکتر و ساختن یک هسته بزرگتر است. در داخل خورشید ، گداخت هسته ای اتمهای هیدروژن باعث تولید اتمهای هلیوم می شود. در اثر این گداخت، گرما ، نور و پرتوهای دیگری تولید می شود.

همانطوریکه در تصویر می بینید ، با ترکیب دو نوع اتم هیدروژن (دوتریم و ترتیم) ، یک اتم هلیوم و یک ذره اضافی بنام نوترون تشکیل می شود. در واکنش فوق مقداری انرژی نیز تولید می گردد. دانشمندان مدتها که برروی کنترل گداخت هسته ای کار می کنند تا بتوانند یک رآکتور گداخت برای تولید برق بسازند. اما مشکل این است که نمی دانند چگونه واکنش در یک محیط بسته را کنترل کنند.

مزیّت گداخت هسته ای نسبت به شکافت هسته ای در این است که ماده رادیواکتیو کمتری تولید کرده و سوخت آن پایدارتر از عمر خورشید است

کاربردهای دیگر فیزیک هسته ای
1- برای کشف مطلبی اگر احتیاج به تجزیه و تحلیل موادی باشد که هیچ گونه امکان کنترلی روی آن نیست چه کاری می‌توان انجام داد؟ مثلاً اگر بخواهیم مقداری خاک کفش مشخص مظنونی یا موی سر یک انسان و یا نفت خام یک کشتی را که مقداری از کالای خود را بطور غیر قانونی در جای دیگر فروخته است تجزیه و تحلیل نمایید، چه کاری می‌توانیم بکنیم؟ البته می‌توان از روش شیمیایی استفاده کرد؛ اما روش سریع و مطمئن تری هم وجود دارد. نمونه ای از ماده ای را که نیاز به تجزیه دارد برداشته و آن را با ایزوتوپ رادیواکتیو مخلوط می‌کنیم، نمونه رادیواکتیو شده را در یک راکتور تحقیقاتی به وسیله نوترون بمباران می‌کنیم. با جذب نوترون نمونه پایدار شده و اتم های جسم مورد آزمایش نیز رادیواکتیو می‌شوند و تابش می‌کنند. مقدار تابش برای هر عنصر متفاوت است. بنابراین اگر ده عنصر مختلف در نمونه داشته باشیم، ده نوع تابش مختلف نیز خواهیم داشت. از روی این تابش‌ها می‌توان نوع و میزان عناصر تشکیل دهنده نمونه را مشخص کرد. از این روش می‌توان برای ردیابی آلودگی هوا و هم چنین آلودگی دریا توسط نفت کش‌ها استفاده کرد. با آزمایش 40 نوع نفت مختلف که در نقاط مختلف جهان استخراج می‌شوند دانشمندان به این نتیجه رسیدند که در تمام مواد نفتی هفت نوع عنصر مشترک وجود دارد. اما مقدار آنها در نفتی که در یک نقطه استخراج می‌شود با نفت نقطه دیگر دنیا متفاوت است.
هنگامی که مواد نفتی در جایی مشاهده می‌شوند نمونه ای از آن به آزمایشگاه برده شده و در معرض تابش نوترونی قرار می‌گیرد و به این ترتیب عناصر مختلف آن و مقدار آنها مشخص می‌شود. و می‌توان به طور دقیق اعلام کرد که کدام کشتی مسئول آلوده سازی بوده است.
یک روش ساده و سریع، برای تجزیه هوای آلوده نیز وجود دارد. ابتدا وسیله صافی هایی آلودگی هوا گرفته می‌شود. و سپس به وسیله همان روشی که در بالا توضیح داده شده نوع و مقدار عناصر زیان آور موجود درا آن مشخص می‌شود. با تهیه نقشه های برای آلودگی هوا مشابه نقشه های تغییرات جوی، می‌توان پیش گویی هایی در مورد آلودگی هوا انجام داد و اقدامات لازم را در رابطه با پاکیزه نگه داشتن هوا انجام داد.
2- یکی دیگر از کاربردهای تابش های هسته ای تصویر برداری است. همانطور که می‌دانید برای تصویر برداری از اجسام تیره ( کدر ) مثل بدن انسان از اشعه ایکس استفاده می‌شود. حالا اگر از اشعه ای پرانرژی تر از اشعه X استفاده کنیم، قابلیت نفوذ در عمق بیشتری را دارد و به این ترتیب از اجسام ضخیم تر نیز می‌توان عکس برداری کرد. اشعه گاما خیلی از اشعه X قوی تر است و می‌تواند در فلزات و اجسام تیره به قطر چند اینچ نفوذ کند و این امکان را برای مهندسین فراهم کند تا داخل ماشین آلات را ببینند.
3- ردیابی ایزوتوپ رادیواکتیو را تقریباً در تمام مراحل تأسیسات صنعتی پتروشیمی می‌توان مشاهده نمود. هنگام کشف و استخراج نفت، دانشمندان میله های رادیواکتیو را داخل چاههای آزمایشی فرو برده، سپس میزان انتشار تشعشع رادیواکتیو را در طبقات مختلف اندازه می‌گیرند زمین شناسان میزان بازتاب اشعه رادیواکتیو را ثبت نموده و یک تصویر واضح و دقیق از طبقات زیرین جهت حفاری بیشتر برای رسیدن به نفت در آن منطقه یا متوقف کردن کار به دست می‌آورند، در تأسیسات تصفیه و پالایش از ردیابی های ایزوتوپ های رادیواکتیو جهت دنبال کردن مواد پتروشیمی و آماده سازی آنها در قسمتهای مختلف استفاده می‌شود. در مرحله نهایی محصولات مواد نفتی تصفیه شده جهت تعیین درجه خالص بودن آنها با استفاده از ایزوتوپهای رادیواکتیو آزمایش می‌شوند در هنگام انتقال مواد نفتی در فاصله های زیاد، چون شرکتهای مختلف نفتی از لوله های نفت مشترک استفاده می‌کنند ردیابی ایزوتوپی مختلف جهت علامت گذاری ابتدای انتقال هر محموله نفتی به کار برده می‌شوند.

فهرست

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 .

پیل برق هسته ای Nuelear 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 ها اضافی را از نیم هادی جدا می‌کند که در هر حال صدها هزار مرتبه زیادتر از جریان الکتریکی حاصل از ایزوتوپ رادیواکتیو استرنیوم 90 می باشد .

کاربردهای پزشکی: كاربردهاي انرژي هسته‌اي
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

کاربرد انرژی هسته ای در بخش دامپزشکی و دامپروری :
تکنیکهای هسته ای در حوزه دامپزشکی موارد مصرفی چون تشخیص و درمان بیماریهای دامی ، تولید مثل دام ، اصلاح نژاد و دام ، تغذیه ، بهداشت و ایمن سازی محصولات دامی و خوراک دام دارد.

کاربرد انرژی هسته ای در دسترسی به منابع آب :
تکنیکهای هسته ای برای شناسایی حوزه های آب زیر زمینی هدایت آبهای سطحی و زیر زمینی ، کشف و کنترل نشت و ایمنی سدها مورد استفاده قرار میگیرد. در شیرین کردن آبهای شور نیز انرژی هستهای کاربرد دارد.

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

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

تکنیکهای هسته ای بر کشف مینهای ضد نفر نیز کاربرد دارد. بنابرین ، دانش هسته ای با این قدرت و وسعتی که دارد، هر روز بر دامنه استفاده از فناوری هسته ای و بویژه انرژی هسته ای افزوده می شود. کاربرد انرژی در بخشهای مختلف به گونه ای است که اگر کشوری فناوری هسته ای را نهادینه نماید، در بسیاری از حوزه‌های علمی و صنعتی ، ارتقای پیدا می کند و مسیر توسعه را با سرعت طی می نماید.

انرژی هسته ای در پزشکی هسته ای و امور بهداشتی:
در کشورهای پیشرفته صنعتی ، از انرژی هسته ای به صورت گسترده در پزشکی استفاده می گردد. با توجه به شیوع برخی از بیماریها از جمله سرطان ، ضرورت تقویت طب هسته ای در کشورهای در حال توسعه ، هر روز بیشتر می شود. موارد زیر از مصادیق تکنیکهای هسته ای در علم پزشکی است:
تهیه و تولید کیتهای رادیو دارویی جهت مراکز پزشکی هسته ای
تهیه و تولید رادیو دارویی جهت تشخیص بیماری تیرویید و درمان آنها
تهیه و تولید کیتهای هورمونی
تشخیص و درمان سرطان پروستات
تشخیص سرطان کولون ، روده کوچک و برخی سرطانهای سینه
تشخیص تومورهای سرطانی و بررسی تومورهای مغزی ، سینه و ناراحتی وریدی
تصویر برداری بیماریهای قلبی ، تشخیص عفونتها و التهاب مفصلی ، آمبولی و لختههای وریدی
موارد دیگری چون تشخیص کم خونی ، کنترل رادیو داروهای خوراکی و تزریقی و ...

کاربرد انرژی هسته ای در تولید برق : انرژي هسته اي
یکی از مهم ترین موارد استفاده صلح آمیز از انرژی هسته ای ، تولید برق از طریق نیروگاههای اتمی است. با توم به پایان پذیر بودن منابع فسیلی و روند رو به رشد توسعه اجتماعی و اقتصادی ، استفاده از انرژی هسته ای برای تولید برق را امری ضروری و لازم می دانند و ساخت چند نیروگاه اتمی را دنبال مینماید.
ایران هر ساله حدودا به هفت هزار مگاوات برق در سال نیاز دارد. نیروگاه اتمی بوشهر 1000 مگاوات برق را در صورت راه اندازی تامین می نماید. و احداث نیروگاههای دیگر برای رفع این نیازی ضروری است. برای تولید میزان برق حدود 190 میلیون بشکه نفت خام مصرف می شود. که در صورت تامین از طریق انرژی هسته ای سالیانه 5 میلیارد دلار صرفه جویی خواهد شد.

برتری انرژی هسته ای بر سایر انرژیها:
علاوه بر صرفه اقتصادی دلایل زیر استفاده از انرژی هسته ای را ضروری مینماید. منابع فسیلی محدود بوده و متعلق به نسلهای آتی میباشد. استفاده از نفت خام در صنایع تبدیل پتروشیمی ارزش بیشتری دارد. تولید برق از طریق نیروگاه اتمی ، آلودگی نیروگاههای کنونی را ندارد. تولید هفت هزار مگاوات با مصرف 190 میلیون شبکه نفت خام ، هزارتن دیاکسید کربن ، 150 تن ذرات معلق در هوا ، 130 تن گوگرد و 50 تن اکسید نیتروژن را در محیط زیست پراکنده می کند، در حالی که نیروگاه اتمی چنین آلودگی را ندارد.

چرا 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 با انرژی هسته‌ای و امکاناتی که این انرژی در اختیارمان قرار می‌دهد، آشنا ‌شویم، شیفته آن خواهیم شد.

آیا می‌دانید که

* انرژی گرمایی تولید شده از واکنش های هسته‌ ای در مقایسه با گرمای حاصل از سوختن زغال سنگ در چه مرتبه بزرگی قرار دارد؟

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

* کشورهایی که بیشترین استفاده را از انرژی هسته‌ ای 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، تکه‌ ها 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 اشعه‌ های گاما و بتا نیز تولید می‌شود. انرژی جنبشی تکه‌ ها و انرژی ذرات و پرتوهای به وجود آمده ، در اثر برهمکنش ذرات با مواد اطراف ، سرانجام به انرژی گرمایی تبدیل می‌شود. مثلا در واکنش هسته‌ ای 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 2800000بار بزرگتر از حدود 7000کیلوگالری 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. به عبارتی 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 به عنوان خنک کننده بکار می‌رود را به بخار آب تبدیل می‌کند. بخار آب تولید شده ، همانند آنچه در تولید برق از زغال 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 واکنش هایی که به ترتیب با تولید پرتوهای گاما و بتا به 239PU تبدیل می‌شود. پلوتونیوم هم مثل 235U شکافت پذیر است. به علت وجود پلوتونیوم اضافی در سطح جهان ؛ نخستین مخلوط های 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 موضوع ، راکتورهای زاینده‌ای که براساس 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.

مزیت های انرژی هسته‌ای بر سایر انرژی ها

بر خلاف آنچه که رسانه‌های گروهی در مورد خطرات مربوط به حوادث راکتورها و دفن پسماندهای پرتوزا مطرح می‌کند از نظر آماری مرگ ناشی ازخطرات تکنولوژی هسته‌ای از 1 درصد مرگهای ناشی از سوختن زغال سنگ جهت تولید برق کمتر است. در سرتاسر جهان تعداد نیروگاه های هسته‌ای فعال بیش از 419 می‌باشد که قادر به تولید بیش از 322 هزار مگاوات توان الکتریکی هستند که بیش از 70 درصد این نیروگاه‌ها در کشور فرانسه و بیش از 20 درصد آنها در کشور آمریکا قرار دارد.

به مناسبت ایا م محرم شما میتوانید مداحی های زیبایی را از این وبلاگ دانلود کنید مداح: حاج محمود کريمي

مداحي قسمت 1

مداحي قسمت 2

+ نوشته شده در شنبه چهاردهم دی 1387ساعت 10:24 AM توسط محمد آزاد |

چرخه سوخت هسته‌ای

چرخه سوخت هسته‌ای به مراحل اکتشاف و استخراج و غنی‌سازی و کاربرد و دفع و بازیافت سوخت هسته‌ای گفته می‌شود.

فهرست مندرجات

اکتشاف

منابع سوخت هسته‌ای در بسیاری از مناطق جهان وجود دارد. کار اکتشاف با هدف کشف منابعی که استخراج آن صرفه اقتصادی داشته باشد انجام می‌گیرد.

استخراج

کانسنگ‌های مواد مناسب سوخت اتمی مانند اورانیوم به روش‌های متداول استخراج معادن استخراج می‌شود.

غنی سازی

برای افزایش درصد ایزوتوپ‌های مفید در سوخت هسته‌ای، مراحلی برای تغلیظ و غنی‌سازی انجام می‌گیرد.

تهیه سوخت

مواد غنی شده به صورت مناسب برای کار در رآکتور هسته‌ای تغییر شکل می‌یابد.

کاربرد

سوخت در رآکتور هسته‌ای بکار گرفته می‌شود و انرژی تولید می‌کند.

دفع

سوخت بکار رفته از رآکتور خارج می‌شود و در محوطه‌های ویژه دفن می‌شود، یا برای بازیافت به تاسیسات بازیافت فرستاده می‌شود.

بازیافت

بعضی از انواع سوخت مصرف شده بازیافت پذیر است و این کار در تاسیسات ویژه انجام می‌گیرد و مواد حاصل از آن دوباره به عنوان سوخت بکار می‌رود.

ضایعات هسته‌ای

ضایعات هسته ای (Nuclear waste) بعنوان پس مانده‌های آزمایشات تحقیقاتی در کشاورزی، در صنعت، پزشکی، و محصول فرعی فرایند تولید انرژی هسته‌ای همواره ناخواسته تولید میشوند.

فهرست مندرجات

[مخفی شود]

تعاریف و دسته بندی

در ایالات متحده ضایعات هسته‌ای را بر حسب نوع محتویات، پتانسیل تولید حرارتی، و شدت پرتوزایی دسته بندی میکنند. این دسته بندی ضایعات هسته‌ای را به سه قسمت تقسیم میکند^[۱]:

LLW: ضایعات سطح پایین (Low Level Waste)
TRU: ضایعات فرا اورانیومی (Transuranic Waste)
HLW: ضایعات سطح بالا (Hi Level Waste) همانند Sr-۹۰, Y-۹۰ , و Cs-۱۳۷

در این دسته بندی، نود درصد کل ضایعات هسته‌ای از نوع اول میباشند.

برای ضایعات دسته اول هسته‌ای، چال کردن کم عمق و یا ذخیره سازی کوتاه مدت راه حل در نظر گرفته شدهٔ استاندارد میباشد. برای دو دستهٔ آخر, چال کردن عمیق ضایعات هسته‌ای راه حلیست که بسیاری از کار شناسان در نظر گرفته‌اند.

منابع اصلی ضایعات هسته ای

پروسهٔ شیشه سازی: یکی از راه حل‌های پیشنهادی برای ذخیره سازی ضایعات هسته‌ای، فرایندیست که مواد آلاینده پرتوزا ذوب و سپس جامد سازی شده و در محفظه‌های مخصوص ذخیره سازی میشود.

آلایندگان طبیعی همانند پتاسیم-۴۰
ذغال سنگ (تجمع رادیوایزوتوپ ‌ها حاصل از سوخت ناقص)
نفت و گاز (منجر به آزادسازی رادون)
معادن (بخصوص در معادن فسفاتی)
استفاده‌های پزشکی (بطور مثال Tc-۹۹m)
صنایع
محصولات چرخهٔ سوختی
بازپردازش سلاحهای هسته‌ای

روشهای پردازش ضایعات هسته ای

فشرده سازی (Compaction)
پردازش شیمیایی (Chemical treatment)
شیشه سازی (Vitrification)
محفوظ سازی (Canning and sealing with concrete)
ذخیره سازی (Storage)

دفع پسماندهای هسته‌ای

در ایالات متحده آمریکا، پسماندهای هسته‌ای که از چرخه سوخت در نیروگاه هسته‌ای و یا تولید سلاح هسته‌ای تولید شده‌است، در استخرهای ویژه جهت ذخیره سازی موقت، و نیز در صحراهای‌های جنوب غرب ایالات متحده همانند لایه‌های عمیق نمکی در نیو مکزیکو دفن می‌شوند.

پروژهٔ بزرگترین محل دفن عمیق زباله‌های هسته‌ای سطح بالای جهان که در کوه یاکا در ایالت نوادا مدتها در حال ساخت بوده است, کماکان دچار مشکلات متعدد مدیریتی, قانونی, و دولتی میباشد.^[۳]^[۴]^[۵]

در اروپا بیشتر زباله‌های هسته‌ای را در نیروگاه‌ها نگهداری می‌کنند. انگلستان و فرانسه نیز با ایجاد مراکز بازفرآوری مواد هسته‌ای، به دنبال استفاده مجدد از مواد هسته‌ای هستند.

همجوشی هسته‌ای

برای دیگر کاربردهای همجوشی نگاه کنید به همجوشی (ابهام‌زدائی)

همجوشی فرآیندی عکس عمل شکافت هسته‌ای است. در فرآیند همجوشی هسته‌ای هسته‌های سبک مانند هیدروژن، دوتریوم و تریتیوم با یکدیگر همجوشی داده شده و هسته‌های سنگین‌تر و مقداری انرژی تولید می‌شود.

برای اینکه همجوشی امکان پذیر باشد هسته‌هایی که در واکنش وارد می‌شوند باید داریای انرژی جنبشی کافی باشند تا بر میدان الکترواستاتیکی پیرامونشان فائق آیند. بنابر این دما‌های وابسته به واکنش‌های همجوشی فوق العاده بالاست.

فهرست مندرجات

پلوتونیوم یک عنصر شمیایی رادیواکتیو و فلزی است که نماد آن Pu و عدد اتمی آن ۹۴ 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).

فهرست مندرجات

یزوتوپها

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

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.

خصوصیات

فهرست عناصر شیمیایی

هر نوع فلز سنگین مانند اورانیوم در اثر واکنشهای هسته‌ای میتواند به زباله یا پسماند اتمی تبدیل شود. معمولا منظور از زباله اتمی باقی مانده سوخت رآکتور اتمی است. خود فلز اورانیوم مقداری پرتوزایی طبیعی دارد. این مقدار بسیار اندک بوده و تشعشعات و پرتوهایی که از آن خارج می‌شوند ، در حد خطرناکی نیست. تنها در صورت تماس مداوم است که ممکن است اثرات ناخوشایند و بیماری ببار آورد.

اما همین فلز اورانیوم پس از آنکه مورد شکافت اتمی قرار گرفت تبدیل به مواد دیگری میشود که برخی از آنها به شدت پرتوزا هستند. خواه این شکافت در رآکتور اتمی انجام شود ، خواه در بمب اتم و خواه در آزمایشگاه. این مواد که عناصری چون رادیوم و کریپتون در آن به مقدار فراوان وجود دارند بسیار بسیار فعال و پرتو زا هستند. حتی لمس آنها برای چند ثانیه میتواند عوارض مرگباری به بار آورد.

دانشمندان و تکنسین‌های نیروگاه اتمی برای خارج کردن میله‌های سوختی از درون رآکتور و قراردادن آنها در محفظه‌های بسیار محکم و غیر قابل نفوذ ار ربات و دوربین مدار بسته استفاده می‌کنند. این میله‌های سوختی پس از مرحله سرد شدن (که ممکن است تا چند روز طول بکشد) به دقت در بسته‌های محکم و نفوذ ناپذیر قرار گرفته و سپس وارد یک کانتینر فولادی بسیار ضخیم و ضد زنگ و ضد ضربه میشوند.

دفن این زباله‌ها که تا هزاران سال به شدت پرتو زا و کشنده هستند تابع مقررات بسیار سخت و بسیار پیچیده‌ای است. آنها عموما به صورت ذرات ریز در آمده و با شیشه مذاب مخلوط میشوند. سپس در یک بشکه قطور فولادی بسته بندی شده و آنها نیز به نوبه خود در لایه‌های ضد پوسیدگی و ضد نفوذ قرار می‌گیرند. حمل این مواد با اسکورت‌های ویژه امنیتی پلیس و حتی ارتش همراه است. زیرا چنانچه این مواد بدست تروریسها بیفتد میتواند فاجعه به بار آورد و حتی زندگی روی کره زمین را مختل کند. کافی است یکی از این بسته‌ها پوسیده شده و وارد طبیعت گردد. ممکن است آبزیان را آلوده نماید. نه ببخشید ممکن نیست ؛ بلکه حتما چنین می‌کند. در نتیجه پرندگان و در مرحله بعد گوشتخواران را نیز آلوده می‌کند. مرحله بعد آب‌های کره زمین است و در نتیجه نابودی.

بسته‌های ضایعات اتمی ، سپس در لایه‌های عمیق زمین همچون گنبدهای نمکی که تا قرنها تغییر نمیکنند انباشه میشوند. در بسیاری از کشورها به واسطه همین پسماندهای اتمی گروههای طرفدار محیط زیست با تاسیس نیروگاههای اتمی مخالفت می‌کنند.

اگر یک دولت افراطی و یا یک گروه تروریستی بخشی از این مواد آلوده کننده و پرتوزا را به صورت بمب منفجر نماید می‌تواند باعث مرگ و میر گسترده و اختلال در زندگی همه مردم جهان شود.

آلایش هسته ای آلودگی است که توسط زباله‌ها و یا پسماندهای هسته‌ای ایجاد می گردد. اینها موادی هستند که در نیروگاه‌های هسته‌ای از طریق شکافت هسته‌ای تولید می‌شوند.

دفاع اتمي

ATOMIC DEFENCE

مقدمه

همينطور كه مي دانيد در سالهاي اخير برخي قدرت هاي جهاني اقدام به ساخت و آزمايش سلاحهايي كرده اند كه زندگي مردم جهان را به مخاطره انداخته است و همه جانداران روي زمين را تهديد مي كند. لذا آموزش هاي غير نظامي همچون دفاع در مقابله با سلاح هاي اتمي مورد نياز همه مردم دنيا است . شما مي توانيد با مطالعه مطلب زير آگاهي خود و همچنين دوستان و خانواده خود را در اين زمينه ارتقاء دهيد .

تعريف بمب اتمی :
بمب اتمي سلاحي است كه نيروي آن از انرژي اتمي و بر اثر شكاف هسته ( فيسيون ) اتمهاي پلوتونيوم يا اورانيوم ايجاد مي شود .در فرآيند شكافت هسته اي ، اتمهاي ناپايدار شكافته و به اتمهاي سبكتر تبديل مي شوند .

تاريخچه پيدايش بمب اتم و راديواكتيو :

در سال 1896 توسط آقاي بكرل ((Henry bekrell)) كشف شد. آمريكا در سال 1945 در ايالات نيو مكزيكو سرانجام موفق به ساخت بمب هاي اتم شد و بعد از آن كشور هاي فرانسه و انگليس ،هند و همچنين اسرائيل نيز به اين سلاح مرگبار دست يافتند.

آمريكا در سال 1945 توسط بمب هاي پلوتونيومي و اورانيومي مردم بي دفاع شهرهاي ناكازاكي و هيروشيما را مورد هدف قرار داد و جان حداقل 250000 نفر را گرفت.
آثار به جا مانده از اين قتل عام هنوز هم گريبان گير مردم اين دو شهر است .

انواع بمب هاي اتمي :

1- بمب هاي اورانيومي

2- بمب هاي پلوتونيومي

3- بمب هاي هيدروژني

4- بمب هاي نوتروني

بمب هاي اتمي از طريق سكو هاي پرتاب زميني ثابت و ماشينهاي سيار ، جنگنده ها و هواپيما ها ، كشتي ها و زير دريايي ها قابل هدف گيري و پرتاب هستند.

شكل ظاهري و روش شناخت انفجار هاي اتمي:

1-نور سفيد شديد و خيره كننده: اولين عارضه پيش آمده از انفجار اتمي نور سفيد خيره كننده اي است كه همه جا را روشن مي كند (چيزي شبيه به نور رعد وبرق ، ولي چندين برابر قويتر ) اين نور از تمام پرتوهاي مرئي و نامرئي تشكيل شده كه موقع نگاه كردن به آن سريعاً افرادرا نابينا مي كند .

2-گرماي فوق العاده زياد: يك بمب اتمي معمولي مي تواند در موقع انفجار چندين ميليون درجه گرما ايجاد كند (چند برابر گرماي كره خورشيد ) اين گرماي فوق العاده زياد مي تواند همه چيز را به خاكستر سفيد تبديل كند ، تمام اشياء را سوزانده و تمام فلرات را ذوب ميكند و تا مسافت چند كيلومتر دورتر ايجاد سوختگي هاي بسيار شديد درانسان ميكند .

3-موج انفجار فوق العاده قوي: اين موج بصورت يك طوفان بسيار بسيار قوي با سرعتي معادل 3400 متر در ثانيه حركت كرده كه فشار هواي آن به چند صد اتمسفر مي رسد. اين موج انفجار طوفاني همه اشياء و اجسام را تا مسافت چند كيلومتر به هوا پرتاب مي كند .

-4صداي انفجار مهيب : پس از انفجار ، صداي فوق العاده بلند و وحشتناكي تا چندين كيلومتر از محل انفجار به گوش مي رسد.

5-تشعشعات راديو اكتيو : اين تشعشعات فوق العاده خطرناك و مرگ آور ، به محض ايجاد انفجار در همه جهات پخش شده و تا مدتهاي طولاني در محيط باقي ميمانند و در همه چيز ذخيره مي شوند ، خاك و هوا را آلوده كرده و يا وارد بدن موجودات زنده از جمله انسانها شده و باعث بروز بيماريهاي مرگ آور يا سرطانهاي مختلف مي شود .

6-باران اتمي : چنانچه در هنگام انفجار اتمي ، منطقه ابري باشد ، تشعشعات راديواكتيو درون ابرها ذخيره مي شوند و اگر اين ابر در سرزمين ديگري ببارد، تمام قطرات آب باران حاوي راديواكتيو بوده و آن مكان را هم آلوده مي كند .

7-خاكستر اتمي : تمام ذرات گرد و خاكي كه بعد از انفجار اتمي به هوا مي رود و يا روي زمين مي نشيند حاوي مقادير زيادي راديواكتيو مي باشند ؛ كه اگر اين ذرات گرد وغبار روي هر شي يا جانداري بنشيند آنها را آلوده ميكند و باعث بروز بيماريهاي متعدد در انسان و حيوانات و گياهان مي شود .

8-زمستان اتمي: خاكسترها و ذرات گرد و غبار ايجاد شده از انفجارات ، درهوا پراكنده شده و نور خورشيد را به خارج از جو زمين منعكس مي كنند، بطوريكه تقريباً وضعيت تاريكي برقرار خواهد شد و در نتيجه كره زمين سرد مي شود .

اولين تأثير زمستان اتمي بر روي گياهان و كشاورزي خواهد بود و بعد ازآن مرگ سريع پرندگان و افزايش بيش از حد حشرات است

در لحظه انفجار اتمي چه بايد كرد؟

1- هرگز به محل انفجار و نور سفيد آن نگاه نكنيد ،‌ چشمانتان را بسته و بازوان خود را جلوي آن بگيريد.

2 - جان پناه يا حفاظ وقتي مؤثر و با ارزش است كه در يك يا دو قدمي شما باشد ، البته دويدن به سمت آن اصلا منطقي نيست ،‌پس خيلي سريع پشت به محل انفجار روي زمين خوابيده و به زمين بچسبيد و گرنه همراه موج انفجار به هوا پرتاب شده و در كمتر از يك ثانيه خواهيد سوخت.

3- پشت تپه ها ،‌پشت ديوارها ، داخل شيارها ،‌كنار جدول ها ،‌داخل جويها و گوديها زير پل ها و يا داخل تونل ها ،‌پشت كيوسك ها و اتاقك ها و ... محل مناسبي جهت پناه گرفتن موقت است ، زيرا بخش عظيمي از موج گرما وتشعشع را به خود مي گيرد.

4- حتي يك ميز يا يك صندلي يا يك تكه چوب يا لباس يا چند كتاب و ... ميتواند مقداري از اثرات گرما و تشعشع اوليه را كم كند.

5- هر چه محل پناه گرفتن شما از سطح زمين پايين تر باشد ايمن تر است.

6 - چند لحظه در همين وضعيت باقي بمانيد تا موج انفجار و تشعشعات گرمايي عبور كند ، بعد سريعا بلند شده و خيلي زود آنجا را ترك كنيد.

بعد از انفجار اتمي چه بايد كرد؟

1- دقت كنيد كه تمام محيط و اشيا اطراف شما آلوده به راديو اكتيو هستند پس هيچ وسيله اي را با خود از محل بيرون نياوريد ،زيرا موجب گسترش آلودگي در مناطق ديگر مي شويد. (اين مطلب درا به ديگران نيز ياد آوري كنيد)

2- حتي ذرات گرد و غبار روي لباس ها و بدن شما هم كاملا آلوده هستند،پس لباس خود را تكان ندهيد و هنگاميكه آن ها را تعويض مي كنيد مواظب باشيد كه اين مواد وارد دهان يا مجاري تنفسي شما يا ديگران نشود.

3- هيچگونه آشاميدني و يا خوراكي را تا قبل از خارج شدن از منطقه و كم شدن آلودگي محل مصرف نكنيداين مواد به راحتي ذرات پرتو دار را به درون بدن شما برده و شما را بيمار مي كنند.

4- از تمام قسمت هاي باز بدن خود كاملا محافظت كنيد زيرا تا مدت ها در معرض تابش پرتو هاي مرگ آور هستيد،حتي يك كلاه و يا دستمال و لباس اضافي نيز بسيار موثر است.

5- از زخم ها و سوختگي هاي خود شديدا مراقبت كنيدو روي آن ها را سريعا بپوشانيد،زيرايكي از راههاي سريع انتقال پرتوهاي راديواكتيو به بدن هستند.

6- براي جلوگيري از استنشاق خاك هاي آلوده به راديواكتيو در صورت موجود بودن حتما ماسك گذاري كنيد و در غير اين صورت ازدستمال يا پارچه خشك جلوي دهان و بيني استفاده كنيد.

7- دست به چشمان خود نكشيد و در اسرع وقت با مقداري آب سالم چشم ها و دهان و بيني خود را بشوئيد و با پارچه هاي تميز خشك كنيد،اين كار كمك موثري به از بين بردن پرتوگيري داخلي بدن شما مي كند.

8- درون منطقه آلوده لباس هاي خود را بيرون نياوريد زيرا با اين كار جذب پرتو ها را به بدن خود سريع تر مي كنيد.

9- پوشيدن لباس هاي كاملا سفيد بسيار موثر و مفيد است ،زيرا بخش اعظمي از پرتوهاي راديو اكتيو را منعكس مي كنند.

10-بهترين مكان ماندن ،محل سقف داري است كه شما را از ريزش خاكسترهاي اتمي و تشعشعات راديواكتيو حفظ نمايد، حتي يك تكه پارچه برزنتي سفيد يا يك چتر سفيد يا يك ملحفه شما را از آلوده شدن به خاكسترهاي اتمي حفظ مي كند.

11-هيچگاه به محل انفجار نزديك نشويد وتا ميتوانيد از آن محل دور شويد،زيرا مقدار دريافت اشعه بدن شما كمتر مي شود.

12-به تابلوها و علائم مخصوص منطقه آلوده توجه كرده و در اين مكان ها حتي براي مدت كوتاهي توقف نكنيد.

13-به توصيه و دستورات راديو و يا گروه هاي تخصصي كاملا گوش فرا دهيد،زيرا آن ها از مناطقي كه تحت تاثير بارش اتمي و يا خطرات احتمالي ديگر قرار دارندخبر داده و روش هاي مناسب را آموزش مي دهند.

بعد از كم شدن آلودگي يا خارج شدن از منطقه آلوده چه بايد كرد؟

1- كليه لباس ها را با احتياط بيرون آورده و درون يك كيسه پلاستيكي ريخته و سر آن را ببنديد.

2- مواد آلوده را نسوزانيد زيرا اين كار فقط مواد راديواكتيو را به وسيله دود و خاكستر در هوا پخش مي كند.

3- مواد آلوده به راديواكتيو را دفن نكنيد ،زيرا ممكن است در محلي كاملا ناصحيح دفن شده و در اثر اين خطا اشخاصي را آلوده كنيد (مواد دفن شده حتي بر روي گياهان-حشرات وحيوانات هم اثر بسيار خطرناكي دارد)

4- كليه قسمت هاي بدن به خصوص قسمت هاي مودار را بشوييد و بهتر آن است كه موها را كوتاه كنيد وآن ها را درون ظرف در بسته بريزيد.آبي كه با آن خود را شسته ايدنبايد در معرض تماس با موجودات زنده قرار دهيد،حتي گياهان وحيوانات را با اين كار آلوده مي كنيد.

5- پرتوهاي راديواكتيو مي توانند از طريق آب آلوده وارد بدن ماهي ها و از طريق علوفه آلوده وارد گوشت دام ها و به خصوص شير آن ها شوند و پس از بيمار كردن آن ها موجب اختلالات شديد و خطرناكي در انساني كه از اين مواد غذايي مصرف مي كند شوند.

6- ممانعت از چراي دام ها در مراتع آلوده وتغذيه آنها با علوفه و خوراك سالم به مدت حداقل دو تا سه هفته قبل از كشتار بسيار ضروري است.

7- سبزيجات بخش اعظم مواد راديو اكتيو محيط را جذب مي كنند و با مصرف آن توسط دام ها و يا حتي انسان اين مواد خطرناك وارد بدن انسان ها مي شود.

8- اولين باران ها پس از انفجار اتمي يا نشت راديواكتيو از نيروگاه ها ،خطرناك است حتي از يك قطره آن دوري كنيد.

9- از قرص هاي يد پايدار استفاده كنيد ،زيرا از جذب (يد راديواكتيو) در غده تيروئيد و در نتيجه پرتوگيري جلوگيري مي كند.

10- يكي از راه هاي مناسب جمع آوري گرد و غبار از روي لباس و اشيا استفاده از جارو برقي با كيسه يك بار مصرف مي باشد.

11- استفاده از پمادهاي ضد تشعشع نيز جهت جلو گيري از جذب پرتوهاي خطرناك بسيار مفيد است.

چگونه يك جان پناه اتمي خانگي بسازيم؟

گوشه اي از زير زمين راكه از پنجره دور باشد انتخاب كنيد و به وسيله درب هاي چوبي اتاق يا تخت هاي چوبي ،سقف پناهگاه را بر روي ديوارهايي از كابينت و يا وسايل ديگر بسازيد

. آجر ،بلوك هاي سيماني ،كيسه يا جعبه هاي شني ،كتاب يا ديگر مواد متراكم را روي سقف آن قرار دهيد تا از نفوذ تشعشعات به داخل فضاي زيرزمين كاهش يابد ،براي ايجاد حفاظت عمودي در اطراف و جلوي پناهگاه ديوارهايي از مواد حجيم و سنگين بسازيد از يك كمد يا كابينت مي توانيد به عنوان ورودي استفاده كنيد .

هر چه مواد اطراف شما سنگين تر و حجيم تر باشد حفاظت بيشتري ايجاد مي شود. پنجره هاي زير زمين را با خاك ،آجر ، بلوك هاي بتوني،كيسه هاي شن،كتاب يا دسته هاي روزنامه بپوشانيد.

اگر منزل شما زيرزمين ندارد اين مكان را در بخشي از خانه يا حال مركزي يا قفسه هاي لباسكه از پنجره ها ،ديوارهاي خارجي و سقف بيشترين فاصله را دارد بسازيد. سقف بالاي پناهگاه خود را با مبلمان ،ميز،قفسه،كمد،لباس،جعبه هاي حاوي خاك يه ديگر مواد سنگين بسازيد تا از نفوذ پرتوهاي راديو اكتيو جلوگيري كند ،هر چه اطراف شما مواد سنگين تر و پر حجم تر باشد بهتر است.

دفاع اتمي

پديده راديواكتيو در سال 1896 توسط ‹‹ هنري بكرل›› كشف شد. تاقبل ازآن تمام منابع توليد پرتوهاي راديواكتيو طبيعي بودند(مثل پرتوهاي كيهاني و سنگهاي راديواكتيو ضعيف و...) ولي در سال 1934 اولين موادپرتوزاي مصنوعي جهت مصارف تحقيقاتي ساخته شدند ، ولي متاْسفانه سران كشورهاي قدرتمند از اين پديده عظيم استفاده بسيار نابجايي كردند. آلماني هادر آغاز جنگ دوم جهاني براي توليد بمب اتمي تلاش مي كردند. متفقين وبخصوص انگليسيها متوجه اين منظور شدند ومخازن آب سنگين(D2O كه به عنوان نرم كننده نوترون در رآكتور هسته اي مصرف دارد) آنهارا در سوئد ونروژ نابود كردند ومانع دستيابي آنها به بمب اتمي شدند . آمريكايي هابالاخره در سال 1945 در مركز محرمانه ‹‹ لوس آلاموس ›› موفق به ساخت بمب اتمي شدند و به تبع آن انگليسي ها ، فرانسوي هاوچندي بعد چيني هاوهندي ها، پاكستاني ها و اسرائيلي ها هم به اين سلاح خطرناك دست يافتند .

آمريكا در سال 1945با يك بمب اورانيومي(به نام پسركوچك)باقدرت 5/12تن T.N.T به هيروشيما حمله كردكه 150000 نفرراكشت وسه روز بعد بايك بمب پلوتونيومي(به نام مردچاق) باقدرت 25تن ‍‍T.N.T به ناكازاكي حمله كرد كه تلفات آن 75000 نفربودند . جدا از خطر انفجار بمبهاي اتمي ، خطر نشت يا انفجار نيروگاه هاي هسته اي نيز وجود دارد . بطور مثال : حادثه نيروگاه اتمي ‹‹ويندسكال›› انگلستان در 1951 باوسعت آلودگي 500 كيلومتر مربع باتعدادي بيمار وكشته. و حادثه نيروگاه اتمي ‹‹ تري ميل آيلند›› امريكا در 1979 با وسعت آلودگي چندصد كيلومتر مربع كه هيچ گاه اسرار وآمار تلفات آن را فاش نكردند . وحادثه نيروگاه اتمي ‹‹ چرنوبيل ›› روسيه در 1986 كه حدود 670000 نفر را آلوده وبيماركرد وتعداد زيادي ازآنان راكشت.

كمبود آگاهي هاي عمومي در اين زمينه موجب مي شود كه برخي نكات ايمني و پيش بيني هاي لازم رعايت نشود. علاوه بر اين، به دليل عدم شناخت كافي از روشهاي دفاع و ايمني در بين مردم ترس و نگراني به وجود مي آيد.

پس بهترين روش دفاع اتمي، بالا بردن سطح اطلاعات دفاعي مردم است.

اين حرف تازه اي نيست كه مي شنويم، اين سخن تازه اي نيست كه ما از آنچه داريم غافليم، ۸ سال «دفاع» فرآيند عظيم گذشت و فداكاري بود و ما باز غافليم. ادبيات دفاع مقدس، پايداري، مقاومت، حماسه، جنگ يا هر عنوان ديگري كه مي خواهيد بر آن بنهيد، ادبياتي نيست كه مختص سرزمين ما باشد. «جهان» و انسان هايي كه در آن زندگي مي كنند تا به حال در بسياري از مواقع درگير اين مفهوم و مضمون بوده اند. در هر سرزميني، زماني كه جنگي رخ مي دهد، عده اي در هنرهاي مختلف سعي مي كنند تأثيرات متقابل جنگ بر مردم و مردم بر جنگ را منتقل كنند، كه اين ثبت تاريخي هم به آيندگان براي درك گذشته آنها كمك مي كند و هم به معاصران توش و توان ادامه راه مي دهد. ادبيات ايران نيز از اين قاعده مستثني نيست. ادبيات ايران، چه در سال هاي دفاع و چه در سال هاي پس از آن هميشه در كشاكش بيان موقعيت ها و اتفاقات جنگ با ديدگاه هاي مختلف بوده است، اما در برخي مواقع حوادثي اعم از انساني يا مديريتي باعث شده اين خط مشي دچار اتفاقات حاشيه اي شده باشد.
در سال هاي گذشته برخي از برنامه ريزان ادبيات دفاع مقدس آثار شايان توجهي را به عرصه ادبيات حماسه و پايداري عرضه كرده اند كه اين آثار نه تنها مخاطب را در فضاي آن روزگار قرار مي دهد، بلكه به كودكاني كه آن روزها در جهان مادي پا نگذاشته بودند، در آينده مي فهماند كه چه فضاهايي را مردان راه خدا در اين سرزمين گذرانده اند تا ايران همان ايران باقي بماند. يكي از اين سلسله آثار كتاب هاي «راهيان نور» است. همان طور كه علاقه مندان به عرصه ادبيات پايداري واقفند يكي از مناطقي كه در زمان جنگ تحميلي ايران بسيار از آن طرف مورد هجوم وحشيانه واقع مي شد، منطقه غرب كشور بود. اين منطقه با مردماني نجيب و شريف، هيچ گاه تسليم ددمنشي هاي رژيم بعث نشد. و مردمش در تمام مواقع هم پيمان با ديگر برادران مسلمانشان با كفر جنگيدند، بسيجيان قصرشيرين، حماسه سازان سرپل ذهاب، تيزبينان تنگه مرصاد، دلاوران پاوه، شجاعان بانه، دريا دلان سردشت، دليران دهلران و ميمك، جسوران مهران و گيلانغرب و مريوان و تمام شهرها و روستاهايي كه در برابر ظلم ايستادند. در اين نوشتار مي خواهيم از «سردشت» بنويسيم، از جايي كه خون ها ريخت و لاله ها شكفت. سربازاني كه آنجا را به خون خود زنده نگه داشتند مي بايد امروز بر سردر تمام كوي ها و برزن ها نامشان نگاشته شود، همان كه هست و مي بينيم.
* سردشت، سوم آبان ۱۳۶۲

سردشت درست در انتها و در جنوب غربي استان آذربايجان غربي قرار دارد؛ با پهنه اي حدود ۵ كيلومتر مربع و در نزديكي مرز ايران و عراق. سردشت از شمال به شهرستان مهاباد و از غرب به مرز ايران و عراق و از شرق و جنوب به استان كردستان مي رسد.
هفدهم تير ماه سال ۱۳۵۸ يكي از روزنامه ها در صفحه اول خود نوشت: ۵۲ پاسدار در «سردشت» شهيد شدند. اين پاسداران اعزامي از اصفهان هنگام برگشت با ضد انقلابيون درگير شده و به شهادت رسيده بودند. احمد متوسليان كه در تيرماه سال ۶۱ با سمت فرماندهي تيپ ۲۷ محمدرسول الله(ص) در لبنان به اسارت درآمد پيرامون اين قضيه نوشت: «خود من شاهد اين ماجراي تلخ بودم. در آن موقع من مسئول سپاه بانه بودم و ديدم كه در آنجا چه اتفاقي افتاده بود». قضيه از اين قرار بود كه عده اي با دموكرات ها و ضد انقلابيون رابطه داشتند و گراي نيروهاي سپاهي را به ضد انقلابيون داده بودند. پس از درگيري متوسليان از بانه با هليكوپتر سر محل مي رسد و ۲ مجروح باقي مانده از درگيري را كه شهيد نشده بودند سوار هلي كوپتر مي كنند. پس از اين اتفاق استاندار اصفهان براي بررسي واقعه شهادت به سردشت مي رود و جلسه اي در آنجا برگزار مي شود. در اين جلسه مقرر مي شود شهيد «امير صياد شيرازي» به همراه سردار سيد رحيم صفوي مأمور بررسي اين مسأله شوند. امام جمعه وقت اصفهان آن ۲ را به دكتر چمران معرفي كرد كه وزير دفاع و معاون نخست وزير بود. اتفاقاً پس از شهادت پاسداران دكتر چمران نيز از طرف مرحوم امام(ره) مأموريت داشت مجدداً به كردستان برود. در مجموعه «راهيان نور» كه به طور مستند اين مواردي كه تاكنون نوشته شد را به تحرير در آورده، آمده است: «صياد شيرازي و گروهي از رزمندگان از سوي دكتر چمران براي يك مأموريت به روستايي به نام «شيندرا» رفتند تا محل انبار مهمات ضد انقلاب را شناسايي و از بين ببرند. صياد در اين مأموريت، رشادت و توان فرماندهي اش را نشان داد و مهرش بر دل دكتر چمران نشست. بعد از آن صياد شيرازي در ۹ عمليات ديگر در سردشت و حوالي آن جا شركت كرد. آن ۲ تا پاسي از شب طرح حمله به ضد انقلاب را مي ريختند و در روز صياد و رزمندگانش آن را اجرا مي كردند». سپس در اين كتاب كه ويژه «سردشت» است و توسط بنياد حفظ آثار و نشر ارزش هاي دفاع مقدس منتشر شده و سلسله شماره ۳۰ جبهه هاي غرب كشور است بقيه ماجراهاي درگيري با ضد انقلاب را توضيح مي دهد و تشريح مي كند و اين كه چگونه سردشت به دست ضد انقلابيون افتاد و سپس دوباره آزاد شد.

* آزادي سردشت

در فصل هفتم كتاب «سردشت» مي خوانيم: بيست و دوم شهريور ۱۳۵۹ بود ۹ روز قبل از حمله گسترده عراق به ايران. سرهنگ شيرازي (شهيد صياد) به «داش ساوين» بازگشت و به طرح ريزي پرداخت. چند روز بعد، نيمه هاي شب به سوي سردشت راه افتادند. هنگامي كه دشمن درخواب بود، از پل «ربط» گذشتند و بدون درگيري شديد وارد شهر «سردشت» شدند. مردم روي سكوها و بام ها ايستاده بودند و ستون نيرومندي را نظاره مي كردند كه وارد شهر شده بود و با قدرت پيش مي رفت. ستوان جوان روي تانك ايستاده بود و قرآن مي خواند:

«اذاجاءنصرالله والفتح و رأيت الناس يدخلون في دين الله افواجا».
و سردشت سرانجام به دست رزمندگان مسلمان آزاد شده بود. ضد انقلاب از «سردشت» فرار كرد، اما دشمني ديگر در صدد آسيب رساندن به اين شهر تاريخي و مردمان نجيب و مسلمانش بود. «سردشت» هيچ گاه فداكاري هاي خلبانان هوانيروز را فراموش نخواهد كرد. نقش مؤثر آنان در جلوگيري از سقوط پادگان سردشت و سركوب ضد انقلاب از حافظه تاريخ نخواهد رفت. در آن ميان حماسه آفريني هاي «شهيد علي اكبر قربان شيرودي» از برجستگي خاصي برخوردار است. مسعود معصومي كه در آن زمان به عنوان خدمه هلي كوپتر رسكيو (كمك رساني) مشغول به خدمت بوده است، مي گويد: «يكي از كارهاي شيرودي در سردشت اين بود كه حين انجام عمليات در اطراف «سردشت» و پس از تمام شدن مهمات با يك دستگاه خودرو ضد انقلاب كه در جاده در حال فرار بود مواجه مي شود. شيرودي با پايه هاي هلي كوپتر به سمت خودرو حمله كرده و با فشار پايه هاي هلي كوپتر آن خودرو را به درون دره پرتاب مي كند. در اين عمليات، «اسكيد» (پايه هاي فرود هلي كوپتر) او كنده مي شود. ولي او هلي كوپتر را با مهارت بر روي ۴ بشكه ۲۲۰ ليتري نشاند كه من خود ناظر اين حركت آقاي شيرودي بودم. پرسنل حاضر در پادگان، پس از اين كار، با صلوات به استقبال ايشان رفتند و او را بر دستانشان جاي داده، داخل پادگان گرداندند. از همان جا نام «شيرودي» بر سر زبان ها افتاد و يكي از حماسه سازان تاريخ جنگ گرديد. طوري كه وقتي خبر شهادت او را به مرحوم امام «ره» دادند امام «ره» فرمودند: «شيرودي از قبل آمرزيده بود.» از ديگر خلبانان هوانيروز كه نامش با سردشت پيوند خورده است، خلبان شهيد «سرگرد ضياءالدين ذاكر» است. او در تاريخ ششم آبان ۵۹ در حالي كه با يك هلي كوپتر «شنوك» مشغول انتقال آذوقه و بشكه هاي سوخت براي مردم سردشت بود، مورد حمله هواپيماهاي جنگي قرار گرفت و به دليل وجود سوخت زياد، هلي كوپتر به سرعت آتش گرفته و پيكر ۲ تن از خدمه به نام هاي شهيد صفايي و شهيد اميري همان دقايق اوليه در ميان شعله هاي انفجار بشكه هاي بنزين مي سوزد. خلبان شهيد «ذاكري» نيمي از بدنش سوخته و پس از سقوط هلي كوپتر شهيد مي شود.

* سوم آبان ۱۳۶۲ بمباران شيميايي سردشت

    «سي و يكم شهريور ۱۳۵۹ با حمله همه جانبه عراقي ها از زمين و آسمان جنگ آغاز شد. دشمن در منطقه جنوب به سرعت پيشروي مي كرد اما وضعيت جنگ در غرب ايران به گونه اي ديگر بود. شهرهايي كه براي نيروهاي متجاوز عراقي در صحنه عمليات غرب، مي توانستند به عنوان هدف هاي نخستين مطرح باشند به ترتيب از جنوب به شمال عبارت بودند از: مهران، صالح آباد، سومار، گيلان غرب، نفت شهر، قصر شيرين، سرپل ذهاب، مريوان، بانه، سردشت و پيرانشهر. سردشت زير آتش توپخانه دشمن قرار گرفت. هواپيماهاي عراقي هم بر فراز شهر ظاهر شده و آرامش شهر را با بمب هاي آتشين خود به هم ريختند. سردشت به دليل نزديكي با نوار مرزي، در طول ساليان دفاع مقدس، نقش مهم و تعيين كننده اي در تدارك و پشتيباني عمليات داشت. عمليات هاي كوچك و بزرگ در منطقه سردشت صورت گرفت. نخستين بار در سوم آبان ۱۳۶۲ چند روز پس از عمليات والفجر ۴ سردشت با گاز خردل به وسيله رژيم بعثي عراق بمباران شيميايي شد. در اين بمباران ددمنشانه عده اي از رزمندگان ايراني و گروهي از مردم غيرنظامي شامل زنان و كودكان، مجروح شده يا به شهادت رسيدند. در هفتم تير ۱۳۶۶ سردشت بمباران شيميايي شد. در اين روز مردم بي خبر و بي پناه در ميان گرد و غبار بمب هاي تاول زا و اعصاب و خردل گرفتار شدند: «حسين محمديان در كتاب خاطراتش با نام «بويي ناآشنا» از بمباران شيميايي سردشت مي نويسد: «وحشت سرتاپاي وجودم را فراگرفت. غرش هواپيماها وحشتناك بود. ۲ تا بمب شيميايي به چهارراه فرمانداري خورده بود. قبلاً هواپيماها پس از بمباران فوراً شهر را ترك مي كردند اما حالادر فضاي شهر جولان مي دادند. به سوي بيمارستان رفتم و به چند نظامي گفتم: «من شيميايي شده ام چه كار كنم» يكي از آنها با اشاره به شيرآب گفت: با آب سرو صورتت را بشور. داخل ساختمان اصلي بيمارستان شدم، يكي از دوستانم را ديدم كه آن جا كار مي كرد. از او پرسيدم چكار كنم؟ گفت: راستش ما اينجا امكانات آنچناني نداريم. بهتره به سالن تربيت بدني كه نقاهتگاه «ش . م . ر» (شيميايي، ميكروبي، راديو اكتيويته) است بروي. پشت ماشين نشستم. كمال قادري (كه چند روز بعد در بيمارستان امام خميني (ره) تهران به شهادت رسيد) هم بود و ناله مي كرد. نقاهتگاه با محل انفجار كم تر از ۲۰۰ متر فاصله داشت. ورود و خروج به آنجا كنترل نمي شد. در سالن ده ها تختخواب سفيد و مرتب به چشم مي خورد. ده، دوازده نفر روي تخت ها دراز كشيده و به دست هر كدام، سرم وصل كرده بودند. ۲ نفر با روپوش سفيد در حال چرخيدن بين تخت ها بودند. دست يكي شان را گرفتم و گفتم: برايم كاري كن، گفت خودم شيميايي شده ام. آقايي كه ۳ آمپول در دست داشت، آمد. از او خواستم يكي از آمپول ها را به من تزريق كند، او هم زد. منصور حسيني را كه به عنوان امدادگر آنجا كار مي كرد شناختم. صدايش كردم و گفتم: كاك منصور، چشم هايم را نگاه كن، ببين شيميايي شده ام يا نه؟ او بلافاصله گفت نه و رفت.»
    فاجعه هفتم تير ماه سردشت، زندگي را از ۱۰۹ زن و مرد و كودك گرفت و ۶۰۰ جانباز و هزاران مصدوم شيميايي برجاي گذاشت. هنوز كه هنوز است هر از گاهي يكي از مصدومان آن حمله ددمنشانه به شهادت مي رسد. چندي بعد، يادمان شهداي بمباران شيميايي سردشت در ورودي اين شهر ساخته شد. روز هفتم تيرماه سال ۱۳۸۴ و در سالروز آن حادثه دردناك طي مراسمي، يكي از خيابان هاي شهر به ياد بمباران اتمي هيروشيما و ناكازاكي به همين اسم نامگذاري شد و چندي بعد ژاپني ها هم به عنوان همدردي با ايرانيان يكي از خيابان هاي شهر هيروشيما را به نام «سردشت» موسوم كردند.
    * سردشت سال ۱۳۶۶ و عمليات نصر ۵؛ شيرودي آمرزيده بود
    «راهيان نور» روايت شكوهمند مرداني است كه حماسه فتح را ايجاد كردند و امروز بنياد حفظ آثار و نشر ارزش هاي والاي دفاع مقدس اين حركت پررمز و راز و شكوهمند را در سلسله كتاب هايي با عنوان «راهيان نور» منتشر كرده است. «سردشت» سي امين جلد از اين سلسله كتاب هاست. در فصل هشتم اين كتاب مي خوانيم: سال ۱۳۶۶ براي سردشت تنها سال مصيبت و عزا نبود، بلكه سال افتخار و حماسه هم بود. عمليات نصر ۵ در ساعت ۲ بامداد روز سوم تيرماه سال ۶۶ با هدف تصرف و تأمين بخشي از ارتفاعات مسلط بر قلعه ديزه عراق، در جنوب غربي سردشت آغاز شد. در اين عميات سنگرهاي مستحكم عراقي ها معروف به «حفره روباه» يكي پس از ديگري تسخير و ارتفاعات ۲۲۱۵ ، ۲۲۳۰ ، ۲۲۱۶ و نيز دشت بوجار و تعدادي از روستاهاي مرزي به تصرف رزمندگان اسلام درآمد. مدتي بعد در تاريخ ۶۶‎/۵‎/۱۴ جبهه سردشت شاهد عمليات ديگري بود با نام «نصر ۷» اين عمليات با هدف در تيررس قراردادن شهر نظامي «قلعه ديزه» و «سر دوكان» قطع راه هاي ارتباطي ضدانقلاب و نيز تصرف ارتفاعات «دوپازار» و «بلفت» آغاز شد. در اين عمليات سخت و دشوار، ارتفاعات «دوپازار و بلفت» جاده آسفالته سردشت ـ قلعه ديزه و پاسگاه هاي مرزي بلفت و ۳۰ كيلومترمربع از منطقه آزاد شد. سيف الله دهقاني از معنويات آن عمليات خاطره اي دارد كه مي خوانيم:

يك شب مانده به عمليات «نصر ۷» با فرمانده گردان و نيروهاي ادوات رفته بوديم براي سنگرسازي و مستقر كردن قبضه خمپاره و ساير وسايل. ساعت ۱۱ شب برگشتيم داخل سنگر، وقت خواب بود. نفري يك پتو داشتيم. يك پتوي غرق در خاك كه عراقي هم بود باقي ماند و ما خوابيديم، لحظه اي بعد فرمانده مان آمد. همان را برداشت و كنار من خوابيد. دلم طاقت نياورد. آهسته پتو را كشيدم به طرفش كه با پتوي او عوض كنم. ولي قبول نكرد و گفت: «شما با من هيچ فرقي نداريد، تازه بيشتر هم زحمت كشيده ايد. چشمانم پر از اشك شده بود. سرم را زير پتو كردم و هاي هاي گريستم. گفتم: خدايا اين ها ديگر كي هستند. اين قدر بي غرور و با اخلاص. صبح عمليات من را فرستادند خط. موقعي كه آمدم خبردار شدم كه آن بزرگوار به شهادت رسيده است. همه بچه ها حس مي كردند پدرشان شهيد شده، او كسي جز شهيد «منصور عابدي» نبود.»

از دست دادن ارتفاعات «دوپازار» و «بلفت» براي نيروهاي عراقي يك فاجعه بود كه از تسلط آنها در منطقه بشدت مي كاست. اين بود كه براي بازپس گيري ارتفاعات از هيچ تلاشي دريغ نمي كردند. محمدرضا مهرانديش در كتاب خاطراتش با نام «زندگي در ارتفاعات» مي نويسد: شنبه ۳۱ مرداد سال ،۶۶ صبح در تمام محورهاي عملياتي منطقه، آماده باش اعلام شد. حاج آقا بهرامي و منوچهر خداداد هم به سنگر ما آمدند. منطقه زير غرش توپ ها و زوزه خمپاره هاست. آتش دشمن خيلي سنگين است. عراق براي بازپس گيري مناطقي كه در عمليات «نصر ۷» آزاد شدند، پاتك كرده. به وسيله بي سيم به ما خبر دادند كه ما آتش نداشته باشيم. آتش دشمن به قدري سنگين و پي در پي است كه نمي توانيم در همين كانال ارتباطي روي ارتفاعات، تردد كنيم و به سنگر بچه هاي ديگر سر بزنيم. البته سلاح سنگين هم روي ارتفاعات نداريم، فقط يك قبضه «آر پي جي يازده» غنيمتي است كه هيچ كدام از ما طريقه كار كردن با آن را نمي دانيم. تنها يكي از بچه هاي اطلاعات لشكر مي تواند با اين قبضه كار كند. هواپيماهاي دشمن سر و كله شان پيدا شده است. اكنون دارم يكي از هواپيماهاي قارقاركي P.C.۷ را مي بينم... عبدالله حسيني مي گفت به خدا توكل كنيم، همه كارها درست مي شود. امروز غروب سيدرحيم حسيني از ناحيه دست مجروح شد...
* وضع اداره هواشناسي سردشت در روز فاجعه

    انجمن دفاع از حقوق مصدومان شيميايي سردشت در نشريه خود اطلاعاتي را عرضه كردند كه مسئول وقت اداره هواشناسي سردشت به صورت سند تاريخي به آنها اهدا كرده بود، اين گزارش مربوط به هفتم تير ماه سال ۶۶ است كه مانند سندي مهم اين فاجعه را ثبت و ماندگار كرده است. در اين سند تاريخي آمده: «هفتم تير سال ۶۶ فاجعه اي ديگر جوشيدن گرفت و اين بار در «سردشت» همچون هيروشيما و ناكازاكي مردم بي دفاع به وسيله سلاح هاي كشتار جمعي مورد تهاجم قرار گرفتند. بي گناهان زيادي شهيد و عده بي شماري از نعمت سلامتي خدادادي ساقط شدند. با درود بر روان پاك شهدا و قربانيان فاجعه شيميايي سردشت. با توجه به اين كه اتفاق هاي اين روز پردرد در هوايي كه در فضاي شهر پخش بوده اتفاق افتاده است بر خود واجب دانستم اطلاعات آماري هواشناسي روز فاجعه را ارائه كنم، پارامترهاي هواشناسي كه در روز هفتم تير ماه سال ۶۶ ثبت شده اند عبارتند از: درجه حرارت، سمت و سرعت باد، فشار هوا، رطوبت نسبي و شرايط جوي (پديده) از ساعت ۵‎/۹ صبح لغايت ۱۷‎/۱۵دقيقه بعدازظهر به صورت ۳ ساعت ۳ ساعت.
    درجه حرارت: درجه حرارت ثبت شده در ايستگاه هواشناسي از داخل جعبه اسكرين در ارتفاع ۲ متري سطح زمين است و نشانگر دماي هوا۲ متري سطح زمين است و با توجه به جذب بيشتر اشعه خورشيد به وسيله خاك، سطح زمين از گرماي بيشتري برخوردار خواهد بود و در عين حال ايستگاه هواشناسي در سال ۶۶ در بالاي كوه «گرده سور» (گرده سور يعني تپه سرخ و كوهي است در جنوب غربي شهر كه سردشت در دامنه آن واقع شده و وجه تسميه اش رنگ سرخ خاكش است) قرار داشته و دماي ثبت شده مربوط به آن نقطه است. بررسي هاي آماري نشان مي دهد دماي هواي شهر ۵-۴ درجه از دماي محل ايستگاه بيشتر است و نهايتاً اين كه آسفالت خيابان ها هم بخشي از نور خورشيد را جذب كرده كه خود موجب افزايش دما مي شود. پس نقش درجه حرارت كه احتمالاً در داخل و خيابان هاي شهر به ۵-۴ درجه رسيده داراي اهميت و ارزش زيادي است و فراموش نكنيم و براساس قوانين فيزيكي و شيميايي واكنش و عملكرد مواد از جمله گازهاي شيميايي در جذب و تركيب و اثر متقابل بر هم و مواد ديگر در درجه حرارت هاي بالاسريع تر است.
    رطوبت نسبي: واكنش هاي شيميايي در مجاورت، رطوبت و محيط هاي مايع سريع تر انجام مي گيرند و هرچه رطوبت كمتر باشد امكان پراكنش و تحرك مولكول هاي گازي بيشتر بوده و هنگام پراكنده شدن در فضاي بيشتري پخش مي شوند. در روز حادثه كم بودن رطوبت نسبي در مرحله اول به پراكنده شدن بيشتر آلودگي هاي حاصل از بمب هاي شيميايي كمك و دامنه پراكنش آنها را زيادتر كرده است و در وعده دوم كه بيشتر مورد توجه است در جاي خود بحث خواهد شد.

سرعت و سمت باد: عامل اصلي حركت مولكول هاي هوا و تركيبات اتمسفر و مخلوط كردن هواي دور كره زمين باد است. هرچه سرعت هوا بيشتر باشد ذرات موجود در هوا مسافت بيشتري در لحظه سپري خواهند كرد. با توجه به اين كه در روز حادثه باد و جريان هوا از سمت جنوب غربي شهر بوده پس از بمباران و با عنايت به بالابودن درجه حرارت و خشكي هوا در فاصله زماني اصابت بمب ها تا زماني كه عمليات پدافند شيميايي به وسيله نيروهاي نظامي انجام گرفت. حدوداً ۱۰ دقيقه پس از بمباران پراكنشي مواد و آلودگي شيميايي قسمت زيادي از شهر را فراگرفته و پخش شد و مي توان گفت در قسمت عمده بافت مسكوني شهر گازهاي شيميايي پخش شده است. ضمناً با عنايت به اين كه شهر سردشت در دامنه كوه «گرده سور» قرار گرفته و با نگرش به دو پديده باد دشت و باد كوه در هواشناسي، از سمت شهر جرياني با درجه حرارت زياد به سوي كوه وجود داشته است كه اين امر نيز در هنگام بمباران به پراكنش بيشتر ذرات و مواد شيميايي كمك كرده است. حال با توجه به موارد فوق و انجام گرفتن عمليات پدافند (ش.م.ر) در ۱۰ دقيقه پس از بمباران مي توان گفت انجام پاكسازي و پدافند محل اصابت بمب ها فقط براي آن نقاط مؤثر بوده است و فضاهاي اطراف محل برخورد بمب تأثيري از اين پاكسازي نديده و لذا محلات و قسمت هاي ديگر شهر هم محل مصدوميت مردم بوده و بيشتر تلفات نيز ناشي از اين عدم آگاهي مردم به آلوده بودن مكان هاي عمومي، معابر و ديگر محلات شهر بوده است و اما براساس مشاهدات گرم بودن هوا و كم بودن رطوبت در روز فاجعه ۲ عامل اصلي عرق كردن بدن در نهايت موجب مرطوب شدن پوست شده است پس ذرات و مواد شيميايي كه با پوست در تماس بوده اند هر بار به همراه تنفس به داخل ريه ها وارد شده اند. در محيط مربوط كه مناسب براي واكنش شيميايي است واقع شده اند. يعني رطوبت پوست در اثر تعريق و رطوبت داخل ريه ها به عنوان كاتاليزور براي اين واكنش بوده است. چنانچه مي بينيم آن روز زماني چند پس از بمباران حدوداً ۶ الي ۱۲ ساعت بعد واكنش هاي شيميايي انجام يافته است و اين امر در مراجعه مصدومين چند ساعت پس از بمباران به نقاهتگاه (ش.م.ر) و بيمارستان شهر مشهود است و در اوايل شب و روز بعد هم يعني هشتم تير مراجعه مصدومين بيشتر بوده است كه به دليل كثرت و وفور مراجعه كنندگان آنان را به شهرهاي ديگر اعزام مي كردند.
* سردشت و ادبيات پايداري

«سردشت» به عنوان محلي كه جنگ در آنجا شكلي متفاوت يافته بود هميشه در نظر شاعران و نويسندگان بوده است. اين شهر كه فاجعه اتفاق افتاده در آن چيزي كم از هيروشيما و ناكازاكي ندارد موجب شد اديبان به ثبت تاريخي آن در ادبيات نيز همت گماردند. آشنايي با فضاهاي زمان وقوع حادثه و فاجعه از جمله مواردي است كه براي يك نويسنده مهم است. در نوشتار بالاسعي شده بخشي از كتاب خاطرات رزمندگان اسلام در آن محل بازگو شود تا خاطره نويسي ادبيات دفاع مقدس نيز مانند ديگر ژانرها جدي گرفته شود، چرا كه بخشي از بهترين آثار بر جاي مانده از ادبيات مقاومت ملل مختلف، خاطرات سربازان و سرداران و مردم آن دوران بوده است. پس ويژگي هاي موقعيتي «سردشت» به جهت اين كه به عنوان ژانر «خاطره» مد نظر قرار گيرد، تأكيد شد. ادبيات مقاومت در ژانر قصه، شعر، داستان بلند وخاطره در ايران زنده است و زنده خواهد ماند. چرا كه خاطرات مناطق جنگي و حماسه حماسه سازان زنده است و زنده مي ماند.

+ نوشته شده در سه شنبه نهم بهمن 1386ساعت 7:24 PM توسط محمد آزاد |

انرژی هسته ای

دانشمندان دريا فتند که به سه طريق ميتوان به انرژی عظيم درون هسته دست يافت

۱)شکافت هسته ای ۲)همجوشی هسته ای ۳)ساخت هسته اتمی

۱ـشکافت هسته ای(fission):برای شکافت هسته ای از هسته های سنگين استفاده می شوددر شکل زيربا شليک يک نوترون به هسته اورانيم ۲۳۵پديده شکافت اتفاق ميافتد که علاوه بر ازاد شدن دو نوترون ودوهسته جديدحدود ۲۰۰مگاولت انرژی ازاد می شود.نوترونهای ازاد شده نيز ميتوانند هسته های جديدتر بوجوداورند

۲- همجو شی هسته ای: برای اين پديده به هسته های سبک احتياج داريم هما نطور که در شکل زير می بينيم دو هسته دو تريم و تريتيم با يکديگر ترکيب شده و هليم توليد می کنند اگر يک کيلو گرم هليم توليد شود حدود ۲۰۰ کيلو وات ساعت انرژی توليد می شود

^{ماخذ :}^{فراز هایی از علم فیزیک}

+ نوشته شده در سه شنبه بیست و پنجم دی 1386ساعت 10:5 AM توسط محمد آزاد |

شکافت هسته‌ای

مهندسی و فن‌آوری > مهندسی > مهندسی هسته ای
علوم طبیعت > شیمی > شیمی فیزیک > شیمی هسته ای
علوم طبیعت > فیزیک > فیزیک هسته ‌ای

(cached)

اگر نوترون منفردی به یک قطعه ایزوتوپ ²³⁵U نفوذ کند، در اثربرخورد به هسته اتم ²³⁵U ، اورانیوم به دو قسمت شکسته می‌شود که اصطلاحا شکافت هسته‌ای نامیده می‌شود.

مقدمه

در واکنشهای شکافت هسته‌ای مقادیر زیادی نیز انرژی آزاد می‌گردد (در حدود 200Mev)، اما مسئله مهمتر اینکه نتیجه شکستن هسته ²³⁵U ، آزادی دو نوترون است که می‌تواند دو هسته دیگر را شکسته و چهار نوترون را بوجود آورد. این چهار نوترون نیز چهار هسته ²³⁵U را می‌شکند. چهار هسته شکسته شده تولید هشت نوترون می‌کنند که قادر به شکستن همین تعداد هسته اورانیوم می‌باشند. سپس شکست هسته‌ای و آزاد شدن نوترونها بصورت زنجیروار به سرعت تکثیر و توسعه می‌یابد. در هر دوره تعداد نوترونها دو برابر می‌شود، در یک لحظه واکنش زنجیری خود بخودی شکست هسته‌ای شروع می‌گردد. در واکنشهای کنترل شده هسته‌ای تعداد شکست در واحد زمان و نیز مقدار انرژی بتدریج افزایش یافته و پس از رسیدن به مقداری دلخواه ثابت نگهداشته می‌شود.

انرژی شکافت هسته‌ای

کشف انرژی هسته‌ای در جریان جنگ جهانی دوم صورت گرفت و اکنون برای شبکه برق بسیاری از کشورها هزاران کیلو وات تهیه می کند (نیروگاه هسته ای). بحران انرژی بر اثر بالارفتن قیمت نفت در سال 1973 استفاده از انرژی شکافت هسته‌ای بیشتر وارد صحنه کرد. در حال حاضر ممالک اروپایی انرژی هسته‌ای را تنها انرژی می‌داند. که می‌تواند در اکثر موارد جایگزین نفت شود. استفاده از انرژی شکافت هسته‌ای که بر روی یک ماده قابل احتراق کانی که بصورت محدود پایه گذاری می‌شود. برای سایر کشورها خطرات بسیار دارد در حال حاضر تولید الکتریسته با استفاده از شکافت هسته‌ای کنترل شده به میزان زیادی توسعه یافته و مورد قبول واقع شده است. تولید انرژی هسته‌ای در کشورهای توسعه یافته بخش مهمی از طرح انرژی ملی را تشکیل می‌دهد.

انرژی بستگی هسته‌ای

می‌توان تصور کرد که جرم هسته ، M ، با جمع کردن Z (تعداد پروتونها) ضربدر جرم پروتون و N تعداد نوترونها ضربدر جرم نوترون بدست می‌آید.

M = Z×M_p + N×M_n

از طرف دیگر M همیشه کمتر از مجموع جرمهای تشکیل دهنده‌های منزوی هسته است. این اختلاف به توسط فرمول انیشتین توضیح داده می‌شود که رابطه بین جرم و انرژی هم ارزی جرم و انرژی را برقرار می‌سازد. اگر یک دستگاه مادی دارای جرم باشد در این صورت دارای انرژی کلی E است. E = M C² که در آن C سرعت نور در خلا و M جرم کل هسته مرکب از نوکلئونها و E مقدار انرژیی است که در اثر فروپاشی جرم M تولید می‌شود. بنابر این اصول انرژی هسته‌ای بر آزاد سازی انرژی پیوندی هسته استوار است. هر سیستمی که دارای انرژی پیوندی بیشتر باشد پایدار می‌باشد. در واقع جرم مفقود شده در واکنشهای هسته‌ای طبق فرمول E = M C² به انرژی تبدیل می‌شود. پس انرژی بستگی اختلاف جرم هسته و جرم نوکلئونهای تشکیل دهنده آن است، که معرف کاری است که باید انجام شود تا نوکلئونها از هم جدا شوند.

img/daneshnameh_up/c/cb/nuclearreactors.jpg

مواد شکافتنی

مواد ناپایدار برای اینکه به پایداری برسند، انرژی گسیل می‌کنند تا به حالت پایدار برسد. معمولا عناصری شکافت پذیر هستند که جرم اتمی آنها بالای 150 باشد ،²³⁵U و ²³⁸U در معادن یافت می‌شود. 99.3 درصد اورانیوم معادن ²³⁸U می‌باشد.و تنها 7% آن ²³⁵U می‌باشد. از طرفی ²³⁵U با نوترونهای کند پیشرو واکنش نشان می‌دهد. ²³⁸Uتنها با نوترونهای تند کار می‌کند، البته خوب جواب نمی‌دهد. بنابر این در صنعت در نیروگاههای هسته‌ای ²³⁵U به عنوان سوخت محسوب می‌شود. ولی به دلایل اینکه در طبیعت کم یافت می‌شود. بایستی غنی سازی اورانیوم شود، یعنی اینکه از 7 درصد به 1 الی 3 درصد برسانند.

شکافت ²³⁵U

در این واکنش هسته‌ای وقتی نوترون کند بر روی ²³⁵U برخورد می کند به ²³⁶U تحریک شده تبدیل می‌شود. نهایتا تبدیل به باریوم و کریپتون و 3 تا نوترون تند و 177 Mev انرژی آزاد می‌شود. پس در واکنش اخیر به ازای هر نوکلئون حدود 1 Mev انرژی آزاد می‌شود. در واکنشهای شیمیایی مثل انفجار به ازای هر مولکول حدود 30 Mev انرژی ایجاد می‌شود. لازم به ذکر است در راکتورهای هسته‌ای که با نوترون کار می‌کند، طبق واکنشهای به عمل آمده 2 الی3 نوترون سریع تولید می‌شود. حتما این نوترونهای سریع باید کند شوند.

مباحث مرتبط با عنوان

+ نوشته شده در سه شنبه بیست و پنجم دی 1386ساعت 9:58 AM توسط محمد آزاد |

دید کلیوقتی 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.

مزیتهای انرژی هسته‌ای بر سایر انرژیها

بر خلاف آنچه که رسانه‌های گروهی در مورد خطرات مربوط به حوادث راکتورها و دفن پسماندهای پرتوزا مطرح می‌کند از نظر آماری مرگ ناشی ازخطرات تکنولوژی هسته‌ای از 1 درصد مرگهای ناشی از سوختن زغال سنگ جهت تولید برق کمتر است. در سرتاسر جهان تعداد نیروگاههای هسته‌ای فعال بیش از 419 می‌باشد که قادر به تولید بیش از 322 هزار مگاوات توان الکتریکی هستند. بالای 70 درصد این نیروگاه‌ها در کشور فرانسه و بالای 20 درصد آنها در کشور آمریکا قرار دارد.

+ نوشته شده در سه شنبه بیست و پنجم دی 1386ساعت 9:50 AM توسط محمد آزاد |

انرژی هسته ای

چرا انرژی هسته ای؟

دید کلی

آیا می‌دانید که

نحوه آزاد شدن انرژی هسته‌ای

کاربرد حرارتی انرژی هسته‌ای

سوخت راکتورهای هسته‌ای

مزیت های انرژی هسته‌ای بر سایر انرژی ها

چرخه سوخت هسته‌ای

فهرست مندرجات

اکتشاف

استخراج

غنی سازی

تهیه سوخت

کاربرد

دفع

بازیافت

ضایعات هسته‌ای

فهرست مندرجات

تعاریف و دسته بندی

منابع اصلی ضایعات هسته ای

روشهای پردازش ضایعات هسته ای

دفع پسماندهای هسته‌ای

همجوشی هسته‌ای

فهرست مندرجات

فهرست مندرجات

شکافت هسته‌ای

مقدمه

انرژی شکافت هسته‌ای

انرژی بستگی هسته‌ای

مواد شکافتنی

شکافت 235U

مباحث مرتبط با عنوان

آیا می‌دانید که

نحوه آزاد شدن انرژی هسته‌ای

کاربرد حرارتی انرژی هسته‌ای

سوخت راکتورهای هسته‌ای

مزیتهای انرژی هسته‌ای بر سایر انرژیها

پیوندهای روزانه

نوشته های پیشین

پیوندها

شکافت ²³⁵U