X بستن تبلیغات
X بستن تبلیغات
header
متن مورد نظر

تکنولوژی هسته ای

- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

مواد رادیواکتیو به موادی گفته می‌شود که بدون اینکه به وسیله نور یا بمباران الکترونی تحریک شوند از خود نور ساطع می‌کنند . هسته‌های ناپایدار رادیواکتیو خود به خود دچار تغییراتی می‌شوند که در اثر آن تغییرات ، ترکیبات هسته‌ای پایدارتر به‌وجود می‌آیند .بعضی از هسته‌های ناپایدار به طور طبیعی وجود دارند و بعضی دیگر ساخته دست انسانند . مواد رادیواکتیو سه نوع پرتو با ذرات پر انرژی از خود ساطع می‌کنند ، پرتوهای آلفا ، بتا و گاما. این سه نوع پرتو از نظر بار ، جرم ، انرژی و قدرت نفوذ در اجسام مختلف با هم فرق دارند. پرتوهای آلفا دارای ذرات باردار مثبت ، پرتو بتا حامل ذرات باردار منفی و پرتو گاما متشکل از ذرات بدون بار هستند. مواد رادیواکتیو به دلیل ناپایداری که دارند با تابش این پرتوها به هسته‌های پایداری تبدیل می‌شوند.

تکنولوژی هسته ای

بسم الله الرحمن الرحیم

مواد رادیواکتیو به موادی گفته می‌شود که بدون اینکه به وسیله نور یا بمباران الکترونی تحریک شوند از خود نور ساطع می‌کنند . هسته‌های ناپایدار رادیواکتیو خود به خود دچار تغییراتی می‌شوند که در اثر آن تغییرات ، ترکیبات هسته‌ای پایدارتر به‌وجود می‌آیند .بعضی از هسته‌های ناپایدار به طور طبیعی وجود دارند و بعضی دیگر ساخته دست انسانند . مواد رادیواکتیو سه نوع پرتو با ذرات پر انرژی از خود ساطع می‌کنند ، پرتوهای آلفا ، بتا و گاما. این سه نوع پرتو از نظر بار ، جرم ، انرژی و قدرت نفوذ در اجسام مختلف با هم فرق دارند. پرتوهای آلفا دارای ذرات باردار مثبت ، پرتو بتا حامل ذرات باردار منفی و پرتو گاما متشکل از ذرات بدون بار هستند. مواد رادیواکتیو به دلیل ناپایداری که دارند با تابش این پرتوها به هسته‌های پایداری تبدیل می‌شوند. در واکنشهای هسته‌ای ، انرژی فوق‌العاده زیادی ( در مقایسه با واکنشهای شیمیایی ) ردوبدل می‌شود. از جمله واکنشهای هسته‌ای ، شکافت هسته‌ای و هم‌جوشی هسته‌ای را می‌توان نام برد. در شکافت هسته‌ای یک هسته رادیواکتیو ناپایدار به دو هسته پایدار و مقدار بسیار زیادی انرژی تبدیل می‌شود. صنعتی شدن و زیاد شدن مصرف روزافزون انرژی بخصوص در کشورهای صنعتی ، آنها را به این فکر انداخت که به جای استفاده از انرژی گران شیمیایی ، از انرژی بسیار بیشتر و مقرون به صرفه‌تر هسته‌ای استفاده کنند . متاسفانه اولین استفاده از انرژی هسته‌ای ، ساخت بمب اتم توسط ایالت متحده آمریکا در جنگ جهانی دوم بود . بمب اتمی که شهر هیروشیما را ویران کرد از اورانیم ۲۳۵ ساخته شده بود .بمب دیگر که سه روز بعد شهر ناکازاکی را ویران نمود ، از پولونیم ۲۳۹ ساخته شده بود. علاوه بر بمباران شهرها و ویرانی ، یک مسئله فرعی ، ریزشهای رادیواکتیو از آزمایشهای بمب هسته‌ای است. در انفجار بمب هسته‌ای ، مقدار قابل توجهی محصولات شکافت رادیواکتیو پراکنده می‌شوند . این مواد به وسیله وزش باد از یک بخش جهان به نقاط دیگر آن منتقل می‌شوند و به وسیله برف و باران از جو فرو می‌ریزند . بعضی از مواد رادیواکتیو طول‌عمر زیادی دارند ؛ آنها به وسیله مواد غذایی روینده جذب ، و به وسیله‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌’ انسانها و حیوانات خورده می‌شوند . معلوم شده است که این گونه مواد رادیواکتیو آثار ژنتیکی و همچنین آثار جسمانی زیان‌آوری دارند . جهت دیگری که استفاده از توان هسته‌ای به مقیاس وسیعی به طرف آن سوق یافته ، تولید انرژی الکتریکی از انرژی رها شده در عمل شکافت است . تقریبا در تمام سیستمهای تولید توان هسته‌ای موجود ، راکتور منبع گرما برای به کار انداختن توربینهای بخار است ؛ این توربینها مولدهای الکتریکی را درست به همان گونه به حرکت در می‌آورند که توانگاههای نفت سوز یا زغال سوخت عمل می‌کنند . در یک توانگاه هسته‌ای معمولی ماده’ شکافت‌پذیر به جای زغال سنگ یا نفت به کار می‌رود و بنابراین یک منبع جدید انرژی به صورت الکتریسیته فراهم می‌گردد. بمبهای هسته‌ای نمونه‌ای از انجام واکنشهای شکافت هسته‌ای هستند که در آن یک نوترون سرگردان به یک عنصر رادیواکتیو تابانده شده و آن عنصر با تاباندن نوترونهای دیگر به عنصر رادیواکتیو دیگر و پاره‌های شکافت و انرژی بسیار زیاد تبدیل می‌شود. هنگامی که می‌خواهند از این انرژی آزاد شده در نیروگاهها استفاده کنند، این انرژی آزاد شده را کنترل می‌کنند و مواد متعادل کننده‌ای به عنصر رادیواکتیو می‌افزایند که نوترونها یکی یکی آزاد شده و انرژی کم‌کم آزاد شود. اما در بمبهای هسته‌ای تمام نوترونها با هم آزاد می‌شوند و انرژی بسیار زیادی ناگهان آزاد می‌شود. و اما بمبهای ئیدروژنی، نمونه‌ای از انجام واکنشهای همجوشی هستند. در این فرآیند، از طریق بمباران مواد سبک مناسبی که به عنوان هدف قرار می‌گیرند، با مثلاْْ دوترونهایی پرانرژی که از یک شتابدهنده‌ی ذره‌ای پرتاب می‌شوند، هسته‌هایی تولید می‌شوند که هم از هسته‌های پرتابه‌ها و هم از هسته‌هایی که هدف قرار گرفته‌اند، سنگین‌ترند. البته در این واکنشها تعدادی ذرات اضافی و مقدار زیادی انرژی نیز آزاد می‌گردد. همجوشی دو ایزوتوپ هیدروژن، دوتریم و تریتیم، امکان فراهم آمدن منابع بزرگی از انرژی را برای مثلاْْ توانگاههای الکتریکی به دست می‌دهد که البته هنوز دانشمندان موفق به استفاده از آن در این توانگاهها نشده‌اند. همجوشی چهار پروتون و تبدیل آنها به هسته‌ی هلیم منبع اصلی انرژی خورشید است. آزاد شدن انرژی زیاد با فرآیند همجوشی بر روی زمین، تاکنون فقط به وسیله‌ی انفجارهای گرما هسته‌ای، از قبیل بمبهای هیدروژنی ممکن بوده است و هنوز دانشمندان نتوانسته‌اند این انرژی را به صورت مهار شده درآورده و استفاده نمایند. یک بمب هیدروژنی، مرکب از مخلوطی از عناصر سبک با یک بمب شکافتی است. ذرات پرانرژی که به وسیله‌ی واکنش شکافت ایجاد می‌شود، به عنوان آغازگر واکنش همجوشی به کار می‌آید. انفجار یک بمب شکافتی، دمایی در حدود ۷^۱۰ * ۵ درجه کلوین تولید می‌کند که برای ایجاد واکنش همجوشی کافی است. به دنبال آن واکنشهای همجوشی مقادیر عظیمی انرژی آزاد می‌کنند. انرژی آزاد شده‌ی کل بسیار بیشتر از آن خواهد بود که از بمب شکافتی، به تنهایی، آزاد می‌شود. علاوه بر این، برای اندازه‌ی بمبهای شکافتی نوعی حد بالا وجود دارد که در ماورای آن قدرت تخریبی این بمبها خیلی بیشتر نمی‌شود ( زیرا ماده‌ی شکافت پذیر اضافی آنها پیش از آنکه بتواند دچار شکافت شود، پراکنده می‌گردد)، اما برای اندازه‌ی سلاحهای هیدروژنی چنین حدی وجود ندارد و بنابراین قدرت تخریب آن محدودیت ندارد.

 

 

 

 

منبع :پدیدا بزرگترین مرجع علمی ایرانیان

ارسال نظر