تماس با ما

فید خبر خوان

نقشه سایت


تحقیق انرژى هسته اى


توضیحات :

تحقیق درباره انرژی هسته ای در 52 صفحه در قالب word قابل ویرایش.

 

بخشی از متن :

نگاهى به مبانى نظرى انرژى هسته اى

 

دل هر ذره را كه بشكافى...

 

اتم در زبان يونانى به معنى تقسيمناپذير است. اين ايده، زاده تفكر دموكريتوس فيلسوف يونانى در ۲۳۰۰ سال پيش است. براى او اين تصور محال بود كه اجسام مادى بتوانند بىحد و حصر تقسيم شوند. اما «جان دالتون» شيميدان بود كه نخستين نظريه اتمى نوين را ارائه كرد. دالتون كه كارش پژوهش در مورد هواشناسى بود، به تركيب گازها علاقهمند شد و خيلى زود ايده تشكيل گازها از واحدهاى كوچك غيرقابل تقسيم در ذهنش شكل گرفت. او اين نظريه را در سال ۱۸۰۸ تحت عنوان «سيستم جديد فلسفه شيمى» منتشر كرد. تا دهه پايانى قرن نوزدهم دو جنبه اساسى فيزيك كلاسيك يعنى مكانيك كلاسيك و الكترومغناطيس به خوبى شناخته شده بود و دانشمندان گمان مىكردند كه طبيعت براساس دو نيروى گرانشى و الكترومغناطيسى ساخته شده است. درست در همين زمان بود كه پديدههايى مشاهده شد كه طى دهههاى ابتدايى قرن بيستم منجر به بزرگترين انقلابهاى تاريخ علم يعنى نسبيت عام و مكانيك كوانتومى شدند.



•راديواكتيويته


در سال ۱۸۹۶ آنتوان هانرىبكرل (Becquerel) فيزيكدان فرانسوى كه از كشف اشعه X به وسيله رونتگن مطلع شده بود، به دنبال يك رشته آزمايش روى سنگ معدنى به نام اورانيل، فعاليتهاى پرتوافشانى خود بهخودى خاصى را كشف كرد و آن را «راديواكتيويته» نام گذاشت. پس از او مارى و پىير كورى هم دو عنصر راديوم و پولونيوم را كشف كردند كه خاصيت راديواكتيويته بسيار بيشترى داشتند. اما بيشتر پژوهشها روى راديواكتيويته به وسيله لرد رادرفورد انجام شد. او كشف كرد كه خاصيت راديواكتيويته ناشى از پراكنش سه نوع اشعه است:
۱- اشعه آلفا كه توسط يك برگ كاغذ متوقف مىشود. بار آن مثبت است و در حقيقت همان يونهاى هليوم دو بار مثبت يا هسته اتم هليوم است.
۲- اشعه بتا كه از ورقه چند ميلىمترى آلومينيوم رد مىشود. بار آن منفى است. ماهيت اين اشعه الكترونهاى پرانرژى است.

 


۳- اشعه گاما كه از صفحات سربى به ضخامت دهها سانتىمتر هم عبور مىكند، از لحاظ الكتريكى خنثى است. اين اشعه فوتونهاى پرانرژى با طول موج بسيار كوتاه است.
دانشمندان با توجه به مجموعه آزمايشهاى رادرفورد به اين نتيجه رسيدند كه اتمها برخلاف نامشان از اجزاى كوچكترى هم تشكيل شدهاند.


• هسته

 

 

افتخار كشف هسته اتم نيز از آن رادرفورد است. او با كمك دو دانشجويش به نام گايگر و مارسدن با انجام آزمايشى كه «پراكندگى» نام دارد، بهوجود هسته پى برد. رادرفورد فكر مىكرد كه اتمها مثل مدل كيك كشمشى تامسون از تعدادى الكترون تشكيل شدهاند كه در يك فضاى پيوسته با بار مثبت قرار دارند. به همين دليل ذرات آلفا را به سمت ورقه نازكى از طلا پرتاب كرد. اما پراكندگى اين ذرات از هسته طلا نشان داد كه بارهاى مثبت در ناحيه بسيار كوچكى در وسط اتم متمركز شدهاند. شعاع اتم حدود يك آنگسترم (۱۰-۱۰ متر) است ولى اندازه هسته حدود ۱۰ فرمى (۱۴ -۱۰ متر) است.


• نيمه عمر

 

پس از اينكه رادرفورد ماهيت تشعشع راديواكتيو را كشف كرد، دانشمندان پى بردند كه راديواكتيويته به علت تلاشى خودبهخود هستههاى سنگين و تبديل آنها به هستههاى سبكتر است. در حين اين تبديل، ذرات آلفا، بتا و گاما ساطع مىشود. در حقيقت پس از خارجشدن اين ذرات از هسته، ماهيت آن تغيير مىكند. تعداد هستههايى كه در هر لحظه متلاشى مىشوند با تعداد هستهها در آن لحظه نسبت مستقيم دارد. زمانى را كه نيمى از هستههاى ماده ابتدايى متلاشى مىشوند، نيمه عمر ماده مىگويند. يعنى اگر در ابتدا يك گرم ماده راديواكتيو داشته باشيم، پس از يك نيمه عمر نصف و پس از دو نيمه عمر، يكچهارم و پس از سه نيمه عمر، يكهشتم مقدار اوليه را خواهيم داشت. نيمه عمر مواد مختلف متفاوت است و از چند ميليارديوم ثانيه تا چندين ميليارد سال تغيير مىكند. معمولاً هرچه نيمه عمر بيشتر باشد، انرژى ساطع شده از تلاشى راديواكتيويته كمتر است. نيمه عمر اورانيوم ۵/۴ ميليارد سال است. نيمه عمر راديوم ۱۵۹۰ سال و نيم عمر راكتانيوم كمتر از ۱۰ هزارم ثانيه است.


• درون هسته


مدل اتمى رادرفورد بيانگر اين مطلب بود كه هسته در وسط اتم داراى بار مثبت است و الكترونها با بار منفى در اطراف آن قرار دارند. مدل اتمى بور هم مدل رادرفورد را كامل كرد و سازوكار منظمى را براى استقرار الكترونها در اطراف هسته تدوين كرد. اما تفسير و توجيه راديواكتيويته ترديدى بهجاى نمىگذارد كه هستهها خود مجموعه مكانيكى پيچيدهاى هستند كه از اجراى سازنده متفاوتى تشكيل شدهاند. اين واقعيت كه وزن اتمى ايزوتوپهاى اتمهاى مختلف (بعضى از اتمها درحالى كه جرم اندكى متفاوت با هم دارند، خواص شيميايى كاملاً يكسانى دارند، به اين اتمها ايزوتوپ مىگويند.) با اعداد صحيح (يا لااقل بسيار نزديك به عدد صحيح) بيان مىشوند، نشان مىدهد كه پروتونها (حاملان بار مثبت) بايد نقش يكى از اجزاى اصلى سازنده هسته را داشته باشند. ابتدا فرض مىكردند كه درون هر هسته علاوه بر پروتون، الكترون هم هست. يعنى مثلاً كربن كه جرم ۱۲ و بار ۶+ دارد، درون هسته خود ۱۲ پروتون و ۶ الكترون دارد و علاوه بر آن در بيرون هسته هم ۶ الكترون به دور آن مىچرخند اما اين راهحل از لحاظ نظرى مشكلات عديدهاى را به همراه داشت. اما رادرفورد و بور پيشنهاد كردند كه علاوه بر پروتون ذره ديگرى همجرم آن ولى بدون بار درون هسته است. آنها نام نوترون را براى آن انتخاب كردند و اين ذره در سال ۱۹۳۲ توسط چادويك كشف شد.

 


• اسپين


اتمها در اثر گرفتن انرژى، تابش مىكنند. اين تابش ناشى از اين است كه الكترونهاى اطراف هسته، انرژى مىگيرند و بعد اين انرژى را به صورت يك فوتون با طول موج معين بازمىتابانند. اما خود اين طيف در مجاورت ميدان الكترومغناطيسى، به چند طول موج جدا از هم تفكيك مىشود. علت اين است كه الكترونها در اتم، اندازه حركت زاويهاى هم دارند. اشترن و گرلاخ نشان دادند كه الكترونها علاوه بر اين اندازه حركت زاويهاى، خاصيت ديگرى هم دارند كه فقط در حضور ميدان مغناطيسى آن را بروز مىدهند. به دليل شباهت اين خاصيت به اندازه حركت زاويهاى، نام آن را «اندازه حركت زاويهاى ذاتى» يا اسپين نهادند. بعدها ثابت شد كه علاوه بر الكترون، باقى ذرات بنيادى هم اسپين دارند. مهمترين ويژگى اسپين اين است كه يك خاصيت كاملاً كوانتومى است و مشابه كلاسيك ندارد. ذراتى كه اسپين نيم صحيح دارند (يكدوم، سهدوم، ...) فرميون مىنامند، مثل الكترون، پروتون، نوترون و... اين ذرات تشكيلدهنده ماده هستند. در مقابل ذراتى كه اسپين صحيح دارند(صفر، ۱ ، ۲ و...) بوزون گفته مىشوند، مثل فوتون، مزون، گلوتون و... اين ذرات حامل نيروها هستند.


• ايزواسپين و نيروى هستهاى

 

 

هنگامى كه نوترون توسط چادويك كشف شد، اين واقعيت مسلم شد كه علاوه بر نيروى گرانش و الكترومغناطيسى، حداقل يك نيروى ديگر در طبيعت وجود دارد و اين نيرو است كه عامل پيوند نوكلئونها (پروتونها و نوترونها) درون هسته است. زيرا در صورت عدم وجود اين نيرو، در اثر دافعه شديد بارهاى مثبت پروتونها بر هم، هسته از هم مىپاشد. از اين مثال برمىآيد كه اولاً اين نيرو بايد جاذبهاى باشد تا در مقابل دافعه پروتونها بايستد و ثانياً برد آن بايد خيلى كوتاه باشد و از ابعاد هسته بيشتر نباشد. زيرا نيروى الكترومغناطيسى (در مدل بوهر) آرايش الكترونها در مدارهاى اتمى را به خوبى توضيح مىداد. اما واقعيت مهم و جالبتر اين است كه بايد براى اين نيرو، پروتون و نوترون به يك شكل ديده شوند و فارغ از اختلاف بار الكتريكى اين دو ذره يك شكل باشند. هايزنبرگ با استفاده از اين واقعيت و با ايده گرفتن از نظريه اسپين، مفهوم رياضى جديدى به نام «ايزوتوپ اسپين» يا ايزواسپين را معرفى كرد. او پيشنهاد كرد كه همان طور كه در حضور ميدان الكتريكى خطوط طيفى يكى هستند و با ظهور ميدان مغناطيسى به چند خط ديگر شكافته مىشوند، نوكلئونها (پروتون و نوترون) هم در حقيقت در مقابل نيروى هستهاى يك ذره هستند اما هنگام ظهور نيروهاى الكترومغناطيسى به دو ذره با ايزواسپين متفاوت تبديل مىشوند.


•نيروى هستهاى قوى

 

 

يوكاوا فيزيكدان ژاپنى در سال ۱۹۳۵ براى توضيح نيروى هستهاى گفت: اين نيرو بايد در اثر مبادله ذرهاى به نام پيون (مزون پى) بين نوكلئونها به وجود بيايد. چون اين ذره نسبتاً سنگين است، اصل عدم قطعيت هايزنبرگ ايجاب مىكند كه برد اين نيرو كوتاه باشد، به اين ترتيب ايده مبادله ذره، توانست تمام ويژگىهاى نيروى هستهاى را توضيح بدهد. پيونها هم مثل نوكلئونها براى نيروى هستهاى يكذره به شمار مىروند اما ايزواسپين آنها يك است يعنى در مقابل نيروى الكترومغناطيسى ۳ حالت پيون با بار مثبت و با بار منفى و خنثى را دارند. يك پروتون، با از دست دادن يك پيون مثبت به نوترون تبديل مىشود و اين پيون مثبت خود يك نوترون ديگر را به پروتون تبديل مىكند. دوتا نوترون يا دوتا پروتون هم مىتوانند با هم پيون خنثى (صفر) مبادله كنند. يك نوترون هم با از دست دادن يك پيون منفى به پروتون تبديل مىشود و اين پيون منفى با يك پروتون ديگر، يك نوترون توليد مىكند. به اين ترتيب با مبادله اين ذرات، نوكلئونها در هسته پايدار مىمانند.


• نيروى هستهاى ضعيف


يكى از ويژگىهاى بارز نوترون نيم عمر آن است. نوترون در حالت آزاد پس از ۱۸ دقيقه متلاشى و به يك پروتون و يك الكترون تبديل مىشود. اين مدت بسيار طولانىتر از تمام پديدههايى است كه با نيروى قوى سروكار دارد. نيروهاى الكترومغناطيسى هم بر نوترون بدون بار عمل نمىكنند. پس واضح است كه تلاشى نوترون، ناشى از يك نيروى جديد در طبيعت است. به علت ضعيف بودن اين نيرو نسبت به نيروى هستهاى آن را نيروى هستهاى ضعيف نام گذاشتند. تلاشى هسته كه نتيجه آن توليد پرتو بتا است هم ريشه در اين نيرو دارد.


• شكافت


فرمى در فاصله كمى بعد از كشف نوترون در سال ۱۹۳۲ بررسى هسته اتمهاى سنگين بمباران شده به وسيله نوترون را آغاز كرد و از انجام اين آزمايشها با اورانيوم نتايج عجيبى به دست آمد. اتوهان و اشتراسمن در سال ۱۹۳۹ اين معضل را حل كردند.
آنها كشف كردند وقتى كه اورانيوم با نوترون بمباران مىشود، هستههايى مثل باريو توليد مىشوند كه عدد اتمى آنها خيلى كوچكتر از عدد اتمى اورانيوم است. ليز ميتنر فيزيكدان آلمانى كه در سوئد زندگى مىكرد، اين پديده را به دقت بررسى كرد و نام شكافت را براى آن انتخاب كرد. بور و ويلر با ارائه مقالهاى فهم نظرى شكافت را به طور كامل ممكن كردند و پس از ارائه مقاله آنها كليه پژوهشهاى علمى در مورد شكافت هستهاى تا به امروز جزء اسناد فوقالعاده سرى، طبقهبندى مىشود.


• گداخت

 

 

هستههاى خيلى سبك مثل هيدروژن يا هليوم انرژى بستگى كمترى نسبت به هستههاى سنگين دارند. اگر دو هسته سبك در هم ادغام شوند، هسته سنگينترى را به وجود مىآورند و مقدار زيادى انرژى به صورت انرژى جنبشى آزاد مىشود. براى انجام گداخت بايد هستهها را بسيار به هم نزديك كرد. دافعه الكترواستاتيكى مانع بزرگى براى اين فرآيند است. اين واكنش با افزايش انرژى جنبشى هستههاى اوليه انجام مىشود. دسترسى به چنين انرژىهايى در شتابدهندهها آسان است اما براى اينكه اين واكنش خودنگهدار باشد، به دمايى حدود ۱۰۸ كلوين نياز است. (دماى سطح خورشيد شش هزار كلوين است.) چنين وضعيتى تنها در حالت پلاسمايى ماده پيش مىآيد كه در آن هستهها و الكترونها از هم جدا هستند. پژوهشها به روى گداخت هستهاى همچنان ادامه دارد و قرار است در رآكتور Iter در فرانسه براى نخستينبار چنين فرآيند خودنگهدارىاى ايجاد شود. اما شايد رسيدن به اين هدف چند دهه طول بكشد.

و...

 

فهرست مطالب :

  • نگاهى به مبانى نظرى انرژى هسته اى
  • •راديواكتيويته
  • هسته
  • • نيمه عمر
  • • درون هسته
  • • اسپين
  • • ايزواسپين و نيروى هستهاى
  • •نيروى هستهاى قوى
  • • نيروى هستهاى ضعيف
  • • شكافت
  • نگاهى به آمار توليد سلاح هاى هسته اى در كشورهاى مختلف
  • جهان همچون يك زرادخانه
  • چرخه سوخت هسته اى چيست؟
  • • اكتشاف و استخراج
  • • آسياب كردن
  • • تبديل
  • • غنىسازى
  • • ساخت ميلههاى سوخت
  • • انباردارى موقتى
  • • بازفرآورى و انبار نهايى
  • آشنايى با اجزاى رآكتورهاى هسته اى
  • • رآكتورهاى شكافت
  • • قلب رآكتور
  • • واكنش زنجيرهاى
  • • نخستين رآكتورهاى هستهاى
  • بمب هاى هسته اى
  • •چرا اورانيوم و پلوتونيوم؟
  • • «پسربچه»:(Little boy) يك بمب شليكى
  • • «مرد چاق»(Fat man) : بمب انفجار درونى
  • • بمب انفجار داخلى: بمب كثيف
  • مراحل انفجار داخلى
  • •بمب هيدروژنى
  • بمب نوترونى
  • نگاهى به مبانى و كاربردها
  • پزشكى هستهاى
  • پزشكى هستهاى بهتر از راديودرمانى
  • • تجهيزات لازم براى عكسبردارى
  • • سىتى اسكن
  • • انواع MRI
  • • PET Scan
  • • درمان به كمك پزشكى هستهاى
  • • جراحى با اشعه: Radio Surgery
  • نگاهى به عوارض انرژى هسته اى
  • خطر تجهيزات الكترونيك
  • •سوانح هستهاى
  • • بيمارى پرتوتابى
  • • تاثيرهاى نامطلوب بر حيات گياهى و جانورى
  • نگاهى به روشهاى تاريخسنجى با استفاده از ايزوتوپهاى راديواكتيو
  • گزارشى از نخستين آزمايش پروژه منهتن
  • گزارش مشاهده عينى توسط فيليپ موريسون
  • ظهور ابردود
  • مشاهدات ديگر
  • گزارش مشاهده عينى توسط انريكو فرمى
  • معضل بزرگ هسته اى
  • • انواع زبالههاى هستهاى
  • • زبالههاى حاصل از عملآورى سوخت رآكتور هستهاى
  • • دور ريختن زبالههاى سطح بالا
  • • حوادث مرتبط با زباله راديواكتيو


مبلغ قابل پرداخت 25,000 تومان

توجه: پس از خرید فایل، لینک دانلود بصورت خودکار در اختیار شما قرار می گیرد و همچنین لینک دانلود به ایمیل شما ارسال می شود. درصورت وجود مشکل می توانید از بخش تماس با ما ی همین فروشگاه اطلاع رسانی نمایید.

Captcha
پشتیبانی خرید

برای مشاهده ضمانت خرید روی آن کلیک نمایید

  انتشار : ۱۴ مرداد ۱۳۹۹               تعداد بازدید : 235

پر فروش ترین های فورکیا


پر بازدید ترین های فورکیا


مطالب تصادفی

  • پاورپوینت تفسیر و نکات سوره مبارکه بقره آیات 1 تا 20
  • پاورپوینت اشعار قرآنی برای کودکان
  • دانلود پاورپوینت درس یازدهم مطالعات هفتم (تنوع آب و هوای ایران)
  • دانلود درس دهم مطالعات اجتماعی هفتم (ایران خانه ما)
  • دانلود درس هشتم مطالعات هفتم اجتماعی (درس مصرف)

تمام حقوق مادی و معنوی این وب سایت متعلق به "" می باشد