تبلیغات
The Medical Radiation Engineering - مطالب مهدی
 
The Medical Radiation Engineering
Nuclear for peace...
درباره وبلاگ



مدیر وبلاگ : مهدی
مطالب اخیر
آرشیو وبلاگ
جمعه 22 مهر 1384 :: نویسنده : مهدی

تعاریف اصطلاحات در فیزیک هسته ای :

ویژه هسته: یک هسته خاص با اعداد پروتونی (Z) و نوترونی (N) معین را گویند.

ایزوتوپ ها: ویژه هسته هایی با پروتون های یکسان و نوترون های مختلف را گویند.مثال:ایزوتوپ هیدروژن 21H و 31H می باشند.

ایزوتون ها: ویژه هسته هایی با نوترون برابر و پروتون مختلف را گویند.

ایزوبارها: ویژه هسته هایی با عدد جرمی A ی برابر (A=Z+N) را می گویند.

ایزومر: ویژه هسته هایی در حالت بر انگیخته با نیم عمر قابل اندازه گیری را ایزومر می نامند.

نوکلئون: ذرات تشکیل دهنده هسته) نوترون یا پروتون ) نوکلئون نام دارند.

مزون ها: ذراتی هستند با جرمی بین جرم الکترون و جرم پروتون. شناخته شده ترین مزون ها عبارتند از: مزون های پی که نقش مهمی در نیروهای هسته ای باز می کند و مزون های مو که در پدیده های پرتو کیهانی مهم است.

پوزیترون: الکترون با بار مثبت به عبارتی ذره ای با جرمی برابر جرم الکترون و باری برابر بار الکترون با علامت مثبت.

فوتون: کوانتوم تابش الکترومغناطیسی که معمولاً بصورت نور اشعه ایکس یا اشعه گاما ظاهر می شودبه عبارت دیگر کوچکترین ذرات سازنده نور فوتون ها هستند.

اسپین: صرفنظر از انرژی مربوط به چرخش الکترون به دور هسته اتمی الکترون نیز انرژی اضافی دیگری دارد که مربوط به چرخش حول محور خود می باشد .علاوه بر الکترون ذراتی دیگر مثل پروتون ، نوترون و فنون ها نیز به نوبه خود دارای اسپین می باشد.

آب سنگین: اصطلاحی که معمولا برای مولکول آب دارای دو اتم هیدروژن سنگین بکار می رود در این مولکول دو اتم دوتریوم بجای دو اتم هیدروژن جایگزین می شود (D2o). آب سنگین دارای خواص غیر عادی بوده و در راکتور های هسته ای نقش ایفا می کنند.

بتاترون: یک شتاب دهنده چرخه ای است این دستگاه شامل یک محفظه حلقوی بدون هوا است.که بین قطبهای یک الکترومغناطیس جای دارد یک چشمه الکترونی نیز داخل آن محفظه قرار گرفته است.

سوخت هسته ای پلوتنیم: یک عنصر شیمیائی یا عدد اتمی 92 و جرم اتمی 239 و یک فلز سمی است. به سادگی در هوا آتش می گیرد. کاربرد عمده پلوتونیم در راکتورهای هسته ای ، بمب های هسته ای ، چشمه ذره آلفا و اشعه گاما در پزشکی است.

کوانتا (Cuonta ): در سال 1901 فیزیکدان معاصر آلمانی ماکس پلانک پیشنهاد نمود که در انتقالات فیزیکی و تاثیرات متقابل اتم های ماده ، انرژی بصورت مقادیر مجزا یا "بسته های" کوچک نشر یافته و یا جذب می شوند. در نتیجه مطابق این تئوری، انرژی دارای مقادیر پیوسته ای نمی باشد. این قسمتهای کوچک نام کوانتوم بخود گرفت .

لباسهای بادی (Pneumatic suit ): لباسهای مخصوص که برای کار در هوای آلوده به مواد رادیو اکتیو ) بخارهای گازها ، ذرات بسیار ریز) بکار می رود .

مهندسی هسته ای:شاخه ای از مهندسی مواد که انرژی هسته ای و نیز موارد استفاده از آن را برای احتیاجات کلی و دفاعی مطالعه و بررسی می کند.

نوترنیو (Neutrino):ذراتی هستند خنثی که تشخیص و حتی به تله انداختن آنها خیلی مشکل است ضمن واپاشی بتای هسته های اتمی همراه الکترون یا پوزیترون گسیل می شود.

نیم عمر (Half Life): یکی از مهمترین کمیت های مشخصه مواد رادیو اکتیو نیم عمر آنها می باشد و طبق تعریف مدت زمانی است که فعالیت چشمه به نصف مقدار اولیه می رسد .

راکتورهای هسته ای: وسیله که درآن واکنش شکافت زنجیری کنترل شده انجام می شود. راکتور هسته ای نام دارد. اورانیوم و پلوتونیم به عنوان سوخت هسته ای به کار می رود.

پرتوهای کیهانی:تابش های کیهانی عبارتست از ذرات مثبت تند (پروتون ها ) و شماری ذرات آلفا و هسته های دیگر ذرات اولیه. پرتوهای کیهانی دارای انرژی عظیم از مرتبه میلیارد الکترون ولت است گاهی این انرژی به مقادیر حیرت آور از مرتبه 21 ev 10می رسد این پرتوها قادرند تا عمق اقیانوس ها و زمین هم نفوذ کنند.

جرم سکون (Rest Mass): جرم یک ذره ای که سرعت آن صفر بوده و یا صفر می شود را جرم سکون گویند.

جرم بحرانی سوخت هسته ای (Critical Mass): جرم بحرانی برای انجام یک واکنش زنجیری شکست عبارتست از کمترین مقدار سوخت هسته ای بطوریکه هر دوره نوترون باعث تولید یک دوره بعدی یا همان تعداد نوترون گردد یعنی کاهش نوترون در سوخت هسته ای بطور کامل جبران شود.

تعریف جرم بحرانی: کمترین مقدار لازم جرم فیزیکی ماده سوختنی جهت سوختن را جرم بحرانی گویند .

 





نوع مطلب : Nuclear Eng.مهندسی هسته ای، 
برچسب ها :
لینک های مرتبط :
پنجشنبه 21 مهر 1384 :: نویسنده : مهدی

گاهشمار رویدادهای مهم در فیزیک هسته ای

سال اختراعات (مخترع)

1896 کشف رادیو اکتیویته (بکرل)

1898 جداسازی رادیم ( ماری کوری و پیرکوری )

1905 نظریه نسبیت خاص( اینشتین )

1909 شناسایی ذره آلفا به عنوان هسته هلیم ( رادرفورد و رویدز )

1911 اتم هسته ای ( رادرفورد )

1912 ساخت اتاقک ابر ( ویلسون )

1913 کشف ایزوتوپهای پایدار (تامسون )

1913 مدل اتمی سیاره ای ( نیلس بور )

1914 تعیین بار هسته با استفاده از پرتوهای ایکس (موزلی )

1919 تراجهش مصنوعی به کمک واکنش هسته ای ( رادرفورد )

1919 ساخت طیف سنج جرمی (استون )

1925 پیشنهاد اسپین ذاتی ( گودشمیت و اولنبک )

1926 ظهور مکانیک کوانتومی ( شرودینگر )

1928 نظریه رادیو اکتیویته آلفازا ( گاموف، گورنی، کاندون )

1930 فرضیه نوتوینو(پاؤلی )

1931 ساخت نخستین شتابدهنده الکتروستاتیکی (وان دو گراف )

1931 ساخت نخستین شتا بدهنده خطی (اسلون و لارنس )

1932 ساخت نخستین سیکلوترون (لارنس ولیوینگستون )

1932 کشف دوتریم ( اوری، برک ود، مورفی )

1932 کشف پوزیترون( اندرسون )

1932 کشف نوترون ( چادویک )

1932 مدل هسته ای پروتون ـ نوترون ( هایزنبرگ )

1932 تحقق نخستین واکنش هسته ای با استفاده از شتابدهنده ( کوککرافت و والتون )

1934 کشف رادیواکتیویته مصنوعی ( ایرن کوری، ژولیو )

1934 نظریه رادیواکتیویته بتازا ( فرمی )

1935 فرضیه مزون ( یوکاوا )

1935 عرضه تکنیک همفرودی ( بوته )

1936 پیشنهاد نظریه هسته مرکب ( نیلس بور )

1937 کشف لپتون در پرتوهای کیهانی( ندرمیر و اندرسون )

1938 کشف شکافت هسته ای ( هان و اشتراسمن )

1938 طرح همجوشی گرما هسته ای به مثا به چشمه انرژی در ستارگان ( بته )

1939 مدل قطره ـ مایع برای شکافت ( نیلس بور و ویلر )

1940 تولید نخستین عنصر فرااورانیم ( مک میلان و سی بورگ )

1941 ساخت نخستین بتاترون شتا بدهنده الکترونه با القای مغناطیسی (کرست)

1942 ساخت نخستین رآکتور شکافت کنترل شده ( فرمی )

1944 حصول پایداری فاز برای سنکروترون ( مک میلان و وکسلر )

1945 آزمایش نخستین بمب شکافتی

1946 کیهان شناسی مهبانگ ( گاموف )

1946 عرضه روش تشدید مغناطیسی هسته ( بلوخ و پورسل )

1947 ظهور عمر سنجی رادیو کربنی ( لیتی )

1947 ساخت نخستین سنکروسیکلوترون پروتونی MeV 350 ( برکلی )

1947 کشف مزون ( پاول )

1948 ساخت نخستین شتا بدهنده خطی پروتون MeV 32 ( آلوارز )

1949 پیشنهاد مدل پوسته ای برای ساختار هسته ( مایر، جنس، هاکسل، سوئس )

1949 ساخت شمار گر سوسوزن ( کالمن، کولتمان ، مارشال )

1952 ساخت نخستین سیکلوترون پروتونی GeV 3و2 ( برکهاون )

1952 آزمایش نخستین بمب گرماهسته ای

1953 فرضیه شگفتی ( گلمن و نیشی جیما )

1953 پیشنهاد مدل جمعی برای ساختار هسته ( آگه بور، موتلسون، رینواتر )

1953 تولید ذرات شگفت برای نخستین بار ( بروکهاون )

1955 کشف پادپروتون ( چمبر لین و سگره )

1956 آشکار سازی تجربی نوترینو ( راینز و کوان )

1956 نقض پاریته در بر هم کنشهای ضعیف ( لی، یانگ ، وو و همکاران )

1958 گسیل بدون پس زنی پرتو های گاما ( موسباؤر)

1959 ساخت سنکروترون GeV26 ( سرن )

1964مشاهده نقض CP در واپاشی K ( کرونین و فیچ )

1964پیشنهاد مدل کوارک برای هادرونها ( گلمن و زوایک )

1967راه اندازی اولیه شتا بدهنده SLAC برای الکترنهای GeV 20 ( استانفورد )

1967پیشنهاد مدل الکتروضعیف( واینبرگ و سلام )

1970فرضیه افسون( گلاشو )

1971ساخت برخورد دهنده پروتون ـ پروتون (سرن )

1972ساخت سنکروترون پروتونی GeV 500 ( فرمی لب )

1974کشف و تایید کوارک افسونگر (ریشتر و تینگ )

1975کشف لپتون ( پرل )

1977کشف ذره و طرح کوارک ته (لدرمن )

1983راه اندازی برخورد دهنده پروتون ـ پاد پروتون GeV 300 (سرن )

1983کشف بوزونهای ضعیف W و Z (روبیا )





نوع مطلب : Nuclear Physicsفیزیک هسته ای، 
برچسب ها :
لینک های مرتبط :

انرژی؛ مهمترین هدف مراکز هسته ای جمهوری اسلامی

تکیه بر منابع انرژی های غیر فسیلی یکی از سیاستهایی است که تمامی کشورهای جهان بدلیل مسائل اقتصادی و نیز جنبه های زیست محیطی به آن روی آورده اند.حال سومین بخش گزارش آشنایی با فعالیتهای سازمان انرژی اتمی ایران.

مرکز تحقیقات کشاورزی و پزشکی هسته ای کرج

این مرکزدر زمینی به مساحت 100 هکتار در شمال کرج قرار گرفته و در زمینه استفاده از پرتوها در امور کشاورزی و پزشکی فعالیت می نماید:

بخش کشاورزی هسته ای

- بررسی استفاده از موتاژن فیزیکی پرتوگاما در ایجاد تنوع ژنتیکی در گیاه برنج (موتاسیون بریدینگ، به منظور ایجاد جهش و تنوع ژنتیکی در ساختار توارثی نباتات، این روش سالیان درازی است که در عرصه به نژادی مورد استفاده قرار می گیرد).

- استفاده از پرتوتابی به منظور افزایش تنوع ژنتیکی برای ایجاد لینه های مقاوم و خوابیدگی به زودرسی و بیماری بلاست در ارقام برنج.

- بررسی مقدماتی موتانتهای خالص سویا.

- تهیه لاینهای پاکوتاه و متحمل به بلاست از بعضی ارقام پا بلند محلی در برنج.

- القای موتاسیون در نارنگی به منظور تنوع ژنتیکی در جهت تولید موتانتهایی با صفات کیفی برتر.

- استفاده از آب و خاک شور در کشاورزی پایدار به کمک تکنیکهای هسته ای

- بررسی امکان ایجاد موتاسیون با به کار گیری پرتوی گاما برای تولید لاینهای مقاوم به بیماری پژمردگی در ارقام نخود ایرانی.

- ایجاد لاینهای زودرس و مقاوم به ریزش در کنجد.

- اثر پرتوگاما در افزایش تولید جوجه های گوشتی.

- استفاده از روش پرتو دهی به منظور جلوگیری از ضایعات محصولات کشاورزی و مواد غذایی اولیه تبدیلی.

بخش سیکلوترون

این بخش در زمینه پرتودهی و تولید رادیو ایزوتوپهای گوناگون با پروتون و دوترون و نشاندار کردن ترکیبات در پزشکی هسته ای فعالیت می نماید.

از پژوهش های مهم در این زمینه تعمیر دستگاه جوش TIG مرکز، ساخت کویل مسی RF سیکلوترون به روش انجماد، تولید رادیوداروها، مانند: تالیوم 201 – گالیوم 67، کریتیون M81، تولید رادوی داروی کربن –11، تهیه کمپلکس In Oxine 111 برای نشاندار کردن پلاکتها و گلبولهای سفید و نشاندار کردن مواد آلی با کربن 14 است.

بخش مواد هسته ای

فعالیتهای پژوهشی بخش مواد شامل موارد زیر می شود: استخراج زیرکانیوم و طراحی و ساخت غلاف سوخت از جنس زیرکالوی، طراحی و ساخت تیوبهای سرامیکی آلومینایی، پروژه نوترون اتورادیوگرافی، طراحی وساخت کامپوزیست های زمینه فلزی با MMC، ساخت دزیمترهای تمولومینسانس از نوع GaSO4: Dy بررسی و ساخت آهن ربای دایمی سری ALNICO

بخش دزیمتری استاندارد یا S.S.D.L

بخش دزیمتری استاندارد مجهز به یک دستگاه Co-60 و یک دستگاه ماشین مولد اشعه X به قدرت 250 کیلووات است و این دستگاه در ساختمانی با دیواره های دارای حفاظ مناسب قرار دارد و کارشناسان آن کلیه، مراکز درمانی کشور رااز نظر خروجی پرتوها و دستگاهای اندازه گیری آنها بازرسی و دستگاههای مربوط را طبق استانداردهای بین المللی کالیبره می نمایند. ضمنا کلیه مراکز صنعتی، پزشکی، تحقیقاتی که در سطح کشور به نوعی با پرتوهای یونساز کار می کنند، دستگاههای سنجش پرتو خود را به این بخش ارسال می نمایند تا طبق استانداردهای بین المللی کالیبره شوند.

مرکز تحقیقات و کاربرد لیزر

در این مرکز فعالیتهای ایجاد لیزرهای پرقدرت (ایگزایمر)، نظیر برهمکنش لیزرهای ایگزایمر بر ماده، طراحی و ساخت لیزر دای گومارین با دمش لیزر اگزایمر KRF، لیزر اتمی فلورین فشار پایین و نیز لیزر پر قدرت CO2 (1000W)، ساخت لیزر بسته گازکربنیک با توانهای خروجی 10W و 20W و همچنین لیزرسینتیک درجهت مطالعه کاواک ناپایدار و لیزر رزینه ای بادمش توسط لیزر بخار مس، توسعه لیزر نیتروژن با تخلیه اثر کورونا و بالاخره لیزر پلیمر و نیمه هادی و لیزر هلیوم نئون وطرحهای هولوگرافی انجام می شود.

 

بخش تحقیقاتی طیف نگاری

فعالیتهای انجام شده در این مرکز به صورت زیر می باشد:

- تولید انبوه لیزرهای پژوهشی

- تولید قطعات اپتیکی و الکترواپتیکی از قبیل انواع آینه ها، فیلترها، لنزها، عدسیها، منشورها، پلاریزورها که در ساخت لیزر بکار می روند.

- رشد بلورهای گوناگون (YAG کرومیوم یاگ ، نئودیوم یاگ سفایر، یاقوت...) که در ساختمان لیزرهای فعلی و یا نسل آینده بکار خواهد رفت.

- ساخت لیزرهای پژوهشی حالت جامد.

مراکز تحقیقات و کاربرد پرتوهای یونساز

مرکز تابش گاما

این مرکز در راستای مسئولیتهای تحقیقاتی خود در تعیین دز سترونی و ضد عفونی، کنترل کیفی میکروبی محصولات یکبار مصرف پزشکی، مواد بسته بندی شده و انواع گیاه داروها و ادویه جات را تابش دهی، سترونی و ضد عفونی می کند. مرکز تابش گاما در زمینه اندازه گیری پارامترهای زیست محیطی نیروگاه بوشهر و نیز اندازه گیری ذرات معلق در هوای شهر تهران، تحقیقاتی انجام داده است.

مرکز تحقیقات وکاربرد پرتو فرآیند یزد

هدف اصلی این مرکز ایجاد تاسیسات پرتو دهی بااستفاده از شتاب دهنده های الکترون و کاربردآن در صنایع، تحقیقات و علوم دیگر است.

در این مرکز یک شتاب دهنده پرقدرت الکترون با انرژی 10 میلیون الکترون ولت و توان 100 کیلووات نصب و راه اندازی شده است و تحقیقات گسترده ای در زمینه پرتوفرآوری مواد مختلف، از جمله مواد پلیمری در دست انجام است که اهمیت خاصی در صنعت پلیمر کشور دارد.

مرکز تحقیقات بناب

در این مرکز نیز ساخت و طراحی لیزر یون آرگون، بررسی مسایل زیست آرتمیا در دریاچه ارومیه و ایجاد موتاسیون در آن و تولید تایروترون، جوشکاری پیشرفته مواد فلزی به غیر فلز، ساخت سنسورهای حرارتی، ساخت تویپ اشعه X و طرح کاربرد بهینه سازی سیستم لایه نشانی نایلون برای پوششهای بسته بندی و چاپ انجام می شود.

بخش تحقیقات گداخت هسته ای

اولین دستگاه تهیه پلاسما در سال 1374 بوسیله دستگاه توکامک دماوند T.V.D راه اندازی و در سال 1377 مشکلات آن بر طرف و با تجهیزات کاملتری برای به دست آوردن نتایج بهتر آماده گردید.

دومین دستگاه تهیه پلاسما توکامک الوند است که از اوایل سال 1377 راه اندازی و با پیشبرد و طرح «مطالعه پلاسمای حواشی توکامک الوند» و بالا بردن «پارامترهای پلاسمای توکامک الوند» به فعالیت های خود ادامه می دهد.

در طرح اول نتایج به دست آمده از آزمایشها مورد بررسی قرار گرفت و برنامه های کامپیوتری لازم برای پردازش نتایج نوشته شد و در طرح دوم سیستم سیم پیچهای چنبره ای توکامک Toroidal بهینه شد و اسکلت نگهدارنده بانک خازن Capacitor Bank میدان چنبره ای طراحی گردید.

اواخر سال طراحی یک توکامک کروی به نام "آفتاب" نیز مورد نظر قرار گرفت و نتایج خوبی به همراه داشت.علاوه بر این استفاده از پلاسما برای لایه گذاری در راستای فیلمهای TI روی زیر لایه هایی از قبیل مس و برنج در دست مطالعه است و همچنین طراحی و ساخت سیستم Plasma Nitreding در حال انجام است که دارای کاربردهای تحقیقاتی و صنعتی فراوان می باشد.

مرکز توسعه انرژیهای نو

مرکز توسعه انرژیهای نو با ادامه خط مشی تولید برق از منابع تجدید پذیر، در ادامه عملیات انتقال تکنولوژی به داخل کشور و ساخت داخل تجهیزات نیروگاههای انرژی های نو فعالیت می نماید. ایجاد نیروگاههای بادی منجیل، والنصر رودبار و الفتح هرزویل، اقدام به اجرای پروژه راکتور بیوگاز در ساوه، مطالعه طرح تولید برق ژئوترمال، ساخت تجهیزات نیروگاهای خورشید فتولتائی برای توسعه نیروگاه خورشیدی دربید یزد و نیروگاه سر کویر حسینیان – معلمان و جهرم نیز تلاشهای این مرکز است.

در سیاست های جدید توسعه اقتصادی جمهوری اسلامی ایران، استراتژی تولید برق از منابع تجدید پذیر به علت موقعیت خاص جغرافیایی کشور و دوری از وابستگی به نفت و سایر سوخت های فسیلی مد نظر قرار گرفته است.

این مرکز با تکیه بر تجربیات گذشته در خصوص ساخت توربین های بادی در سال 1373 اولین گام درخصوص ایجاد نیروگاه برق بادی در ناحیه باد خیز منجیل و رودبار را برداشت که حاصل آن احداث دو واحد نمونه 500 کیلوواتی دراین دو ناحیه بود. هدف اصلی احداث این دو واحد نمونه، ایجاد باور تولید برق از انرژی بادی در ایران بود.

طی سالهای بعد، پس از عقد قرارداد انتقال تکنولوژی و خرید تجهیزات خارجی، این مرکز توانست مرحله احداث 27 واحد نیروگاه برق بادی را در مدتی کمتر از 3 سال با انتقال بیش از 50 درصد تکنولوژی و ساخت تجهیزات نیروگاههای برق بادی در داخل کشور و مونتاژ کامل، نصبت و راه اندازی توسط متخصصان مرکز عملی نماید و تاکنون چندین واحد از این توربین ها که از انواع 300 و 550 کیلوواتی هستند در محدوده شهر منجیل، ارتفاعات رودبار و ناحیه هرزویل نصب و راه اندازی شده اند. با احداث نیروگاههای برق بادی ضمن تزریق برق به شبکه سراسری، برق مورد نیاز سه شهر منجیل، رودبار و لوشان تامین گردیده است.

با نصب نیروگاههای فوق، این مرکز توانسته است، سالیانه از سوختن حدود یازده میلیون وسیصدو پنجاه هزار لیتر نفت جلوگیری به عمل آورد.

به طوری که اگر نفت بشکه ای 20 دلار باشد، با انجام پروژه فوق سالیانه بالغ بر یک میلیون و هشتصد هزار دلار صرفه جویی ارزی خواهد شد.

هم اکنون این مرکز با عقد قرارداد و ادامه ساخت داخل تجهیزات نیروگاه یکصد مگاواتی برق بادی به سرعت به سمت توسعه بهره گیری ازاین منبع مجانی و غیر آلاینده پیش می رود.

مرکز توسعه انرژیهای نو سازمان انرژی اتمی ایران در زمینه تولید برق از دیگر منابع تجدید پذیر نیز فعالیت چشمگیر داشته است. در این راستا اولین نیروگاه تحقیقاتی فتوولتایی خورشیدی را در روستای دربید یزد، در آبان ماه سال 1372 و دومین نیروگاه تحقیقاتی فتوولتائی خورشیدی رابه ظرفیت 27 کیلووات در روستای حسینیان و معلمان در منطقه کویری سمنان راه اندازی کرده وکار توسعه این نیروگاهها را بر عهده دارد.

در زمینه بیوگاز نیز یک واحد نمونه راکتور بیوگاز به حجم 65 مترمکعب در مرکز آموزش کشاورزی ماهدشت کرج و یک راکتور بیوگاز به حجم 13 متر مکعب به صورت پایلوت برای شرکت خدماتی کیش طراحی و احداث کرده و همچنین با اجرای طرح نمونه تولید برق از راکتور بیوگاز بااستفاده از فاضلابهای شهری ، امید می رود این منبع جدید را نیز به منابع تولید انرژی برق کشور بیافزاید و بالاخره این مرکز با ارایه طرح تولید برق از منابع ژئوترمال سبلان و خوی بررسیهای زمین شناسی، ژئوفیزیکی و ژئوشیمیایی و نیز حفر گمانه های اکتشافی را در این زمینه انجام داده است که پیش بینی می شود تا میزان 200 مگاوات برق از مخازن زمین گرمایی خوی و سبلان برای کشور تامین گردد.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 





نوع مطلب : Peaceable Nuclear Energyاستفاده صلح آمیز از انرژی هسته ای، 
برچسب ها :
لینک های مرتبط :
یکشنبه 30 مرداد 1384 :: نویسنده : مهدی

دید کلی

خواص منحصر به فرد برهمکنش ذرات و تشعشات مختلف منجر به تخریب فیزیولوژیکی سیستم‌های حیاتی در هنگام پرتوگیری می‌شود. بسیاری از کاربردهای مواد رادیواکتیو در زمینه‌های داروسازی و پزشکی نیز نیاز به دانستن مکانیسم‌های برهمکنش نور با ماده را دارند.

حالتهای برهمکنش

تابش با ماده به پنج حالت اساسی برهمکنش می‌دهد: یونیزاسیون ، انتقال انرژی جنبشی ، برانگیختگی مولکولی و اتمی ، ‌واکنش‌های هسته ای و فرآیندهای تشعشعی.

یونیزاسیون:
یونیزاسیون عبارت است از جدا نمودن یک الکترون اتمی ‌از یک اتم جذب کننده برای تشکیل یک جفت یون حاوی یک الکترون منفی و یک یون مثبت با جرم بالاتر. یونیزاسیون اولیه مستقیما بوسیله تشعشع فرودی شروع می‌شود. یونیزاسیون ثانویه متعاقبا بوسیله یونهای تولید شده در پدیده یونیزاسیون اولیه بوجود می‌آیند. مقدار انرژی مورد نیاز برای تشکیل یک جفت یون بسته به نوع ماده جذب کننده تغییر می‌کند.

انتقال انرژی جنبشی:
انتقالات انرژی جنبشی برهمکنش‌هایی هستند که انرژی را بیشتر از مقدار مورد نیاز برای تشکیل جفت به جفت یون می‌رسانند. انتقالات انرژی جنبشی همچنین ممکن است به دلیل برخوردهای الاستیک بین تشعشع ورودی و هسته‌های جذب‌کننده رخ دهد.

برانگیختگی مولکولی و اتمی:
برانگیختگی مولکولی و برانگیختگی اتمی‌ حالتهای برهمکنشی هستند که ممکن است حتی زمانی که انرژی انتقال یافته کمتر از انرژی یونیزاسیون جذب کننده باشد، نیز رخ دهد. با برگشتن الکترونهای اتمی ‌به ترازهای انرژی پایین‌‌تر ، اشعه ایکس و الکترونهای اوژه منتشر می‌شوند.

برانگیختگی مولکولی در حین فرآیندهای انتقالی ، چرخشی و ارتعاشی و نیز در حین برانگیختگی الکترونی رخ می‌دهد. انرژی برانگیختگی مولکولی در حقیقت بوسیله شکستن پیوند ، لومینسانس یا ایجاد حرارت پراکنده می‌شود.

واکنش‌های هسته‌ای:
واکنش‌های هسته‌ای تشعشعات ورودی ، هسته‌های اتم‌های جذب‌کننده می‌توانند حالتهای مهمی ‌از برهمکنش باشد. این امر مخصوصا برای ذرات باردار و نوترونهای با انرژی بالا صحیح است.

فرآیندهای تشعشعی:
فرآیندهای تشعشعی ، فرآیندهایی هستند که در آنها انرژی الکترومغناطیسی از طریق کند شدن ذرات با انرژی بالا آزاد می‌شود. این فرآیندهای مورد نظر عبارتند از: تولید تشعشع چرنکو و تولید تابش ترمزی.

تشعشعات باردار:
تشعشعات باردار ابتدا با الکترونهای اتم در ماده جذب کننده و از طریق یک سری از پدیده‌های متعدد با اتلاف انرژی کم برهمکنش می‌دهند. این پدیده‌ها منجر به تشکیل جفت یونها ، انتقالات انرژی جنبشی و برانگیختگی اتمی‌ یا مولکولی می‌شوند. بنابراین این تشعشعات به یک شیوه افزایشی و نسبتا قابل پیش‌بینی انرژی از دست می‌دهند.

تشعشعات بدون بار:
برعکس تشعشعات باردار ، تشعشعات بدون بار هنگام از دست دادن انرژی بندرت با الکترونهای جذب کننده برهمکنش می‌دهند و یا اصلا واکنش نمی‌دهند. بجای یک سری برهمکنش‌های پی‌در‌پی کوچک ، تشعشعات بدون بار غالبا و یا حتی فقط متحمل برهمکنش‌هایی می‌گردند که در آنها انرژی خود را کلا از دست می‌دهند.

این برهمکنش‌ها به اندازه حالت تشعشعات باردار ، قابل پیش بینی نیستند. ممکن است تشعشعات بدون بار با احتمال کم برهمکنش از میان مقدار زیادی از ماده عبور نمایند. این حالت برای ذرات باردار وجود ندارد. خلاصه تشعشعات بدون بار دارای نفوذ بیشتری نسبت به ذرات باردار با انرژی یکسان هستند.

منبع:رشد

 





نوع مطلب : Nuclear Physicsفیزیک هسته ای، 
برچسب ها :
لینک های مرتبط :
پنجشنبه 1 اردیبهشت 1384 :: نویسنده : مهدی

چگونه یك بمب هسته ای بسازیم ؟

بمب های اتمی شامل نیروهای قوی و ضعیفی اند كه این نیروها هسته یك اتم را به ویژه اتم هایی كه هسته های ناپایداری دارند، در جای خود نگه می دارند. اساسا دو شیوه بنیادی برای آزادسازی انرژی از یك اتم وجود دارد:

1- شكافت هسته ای: می توان هسته یك اتم را با یك نوترون به دو جزء كوچك تر تقسیم كرد. این همان شیوه ای است كه در مورد ایزوتوپ های اورانیوم (یعنی اورانیوم 235 و اورانیوم 233) به كار می رود.

- همجوشی هسته ای: می توان با استفاده از دو اتم كوچك تر كه معمولا هیدروژن یا ایزوتوپ های هیدروژن (مانند دوتریوم و تریتیوم) هستند، یك اتم بزرگ تر مثل هلیوم یا ایزوتوپ های آن را تشكیل داد. این همان شیوه ای است كه در خورشید برای تولید انرژی به كار می رود. در هر دو شیوه یاد شده میزان عظیمی انرژی گرمایی و تشعشع به دست می آید.

برای تولید یك بمب اتمی موارد زیر نیاز است:

یك منبع سوخت كه قابلیت شكافت یا همجوشی را داشته باشد.

- دستگاهی كه همچون ماشه آغازگر حوادث باشد.

- راهی كه به كمك آن بتوان بیشتر سوخت را پیش از آنكه انفجار رخ دهد دچار شكافت یا همجوشی كرد.

در اولین بمب های اتمی از روش شكافت استفاده می شد. اما امروزه بمب های همجوشی از فرآیند همجوشی به عنوان ماشه آغازگر استفاده می كنند.

بمب های شكافتی (فیزیونی): یك بمب شكافتی از ماده ای مانند اورانیوم 235 برای خلق یك انفجار هسته ای استفاده می كند. اورانیوم 235 ویژگی منحصر به فردی دارد كه آن را برای تولید هم انرژی هسته ای و هم بمب هسته ای مناسب می كند. اورانیوم 235 یكی از نادر موادی است كه می تواند زیر شكافت القایی قرار بگیرد.اگر یك نوترون آزاد به هسته اورانیوم 235 برود،هسته بی درنگ نوترون را جذب كرده و بی ثبات شده در یك چشم به هم زدن شكسته می شود. این باعث پدید آمدن دو اتم سبك تر و آزادسازی دو یا سه عدد نوترون می شود كه تعداد این نوترون ها بستگی به چگونگی شكسته شدن هسته اتم اولیه اورانیوم 235 دارد. دو اتم جدید به محض اینكه در وضعیت جدید تثبیت شدند از خود پرتو گاما ساطع می كنند. درباره این نحوه شكافت القایی سه نكته وجود دارد كه موضوع را جالب می كند.

- احتمال اینكه اتم اورانیوم 235 نوترونی را كه به سمتش است، جذب كند، بسیار بالا است. در بمبی كه به خوبی كار می كند، بیش از یك نوترون از هر فرآیند فیزیون به دست می آید كه خود این نوترون ها سبب وقوع فرآیندهای شكافت بعدی اند. این وضعیت اصطلاحا «ورای آستانه بحران» نامیده می شود.

2 - فرآیند جذب نوترون و شكسته شدن متعاقب آن بسیار سریع و در حد پیكو ثانیه (12-10 ثانیه) رخ می دهد.

3 - حجم عظیم و خارق العاده ای از انرژی به صورت گرما و پرتو گاما به هنگام شكسته شدن هسته آزاد می شود.

انرژی آزاد شده از یك فرآیند شكافت به این علت است كه محصولات شكافت و نوترون ها وزن كمتری از اتم اورانیوم 235 دارند. این تفاوت وزن نمایان گر تبدیل ماده به انرژی است كه به واسطه فرمول معروف E=mc2 محاسبه می شود. حدود نیم كیلوگرم اورانیوم غنی شده به كار رفته در یك بمب هسته ای برابر با چندین میلیون گالن بنزین است. نیم كیلوگرم اورانیوم غنی شده انداز ه ای معادل یك توپ تنیس دارد. در حالی كه یك میلیون گالن بنزین در مكعبی كه هر ضلع آن 17 متر (ارتفاع یك ساختمان 5 طبقه) است، جا می گیرد. حالا بهتر می توان انرژی آزاد شده از مقدار كمی اورانیوم 235 را متصور شد.برای اینكه این ویژگی های اروانیوم 235 به كار آید باید اورانیوم را غنی كرد. اورانیوم به كار رفته در سلاح های هسته ای حداقل باید شامل نود درصد اورانیوم 235 باشد.در یك بمب شكافتی، سوخت به كار رفته را باید در توده هایی كه وضعیت «زیر آستانه بحران» دارند، نگه داشت. این كار برای جلوگیری از انفجار نارس و زودهنگام ضروری است. تعریف توده ای كه در وضعیت «آستانه بحران» قرار داد چنین است: حداقل توده از یك ماده با قابلیت شكافت كه برای رسیدن به واكنش شكافت هسته ای لازم است. این جداسازی مشكلات زیادی را برای طراحی یك بمب شكافتی با خود به همراه می آورد كه باید حل شود.

1 - دو یا بیشتر از دو توده «زیر آستانه بحران» برای تشكیل توده «ورای آستانه بحران» باید در كنار هم آورده شوند كه در این صورت موقع انفجار به نوترون بیش از آنچه كه هست برای رسیدن به یك واكنش شكافتی، نیاز پیدا خواهد شد.

2 - نوترون های آزاد باید در یك توده «ورای آستانه بحران» القا شوند تا شكافت آغاز شود.

3 - برای جلوگیری از ناكامی بمب باید هر مقدار ماده كه ممكن است پیش از انفجار وارد مرحله شكافت شود برای تبدیل توده های «زیر آستانه بحران» به توده هایی «ورای آستانه بحران» از دو تكنیك «چكاندن ماشه» و «انفجار از درون» استفاده می شود.تكنیك «چكاندن ماشه» ساده ترین راه برای آوردن توده های «زیر بحران» به همدیگر است. بدین صورت كه یك تفنگ توده ای را به توده دیگر شلیك می كند. یك كره تشكیل شده از اورانیوم 235 به دور یك مولد نوترون ساخته می شود. گلوله ای از اورانیوم 235 در یك انتهای تیوپ درازی كه پشت آن مواد منفجره جاسازی شده، قرار داده می شود.كره یاد شده در انتهای دیگر تیوپ قرار می گیرد. یك حسگر حساس به فشار ارتفاع مناسب را برای انفجار چاشنی و بروز حوادث زیر تشخیص می دهد:

1 - انفجار مواد منفجره و در نتیجه شلیك گلوله در تیوپ

2 - برخورد گلوله به كره و مولد و در نتیجه آغاز واكنش شكافت

3- انفجار بمب

در «پسر بچه» بمبی كه در سال های پایانی جنگ جهانی دوم بر شهر هیروشیما انداخته شد، تكنیك «چكاندن ماشه» به كار رفته بود. این بمب 5/14 كیلو تن برابر با 500/14 تن TNT بازده و 5/1 درصد كارآیی داشت. یعنی پیش از انفجار تنها 5/1 درصد ازماده مورد نظر شكافت پیدا كرد.

در همان ابتدای «پروژه منهتن»، برنامه سری آمریكا در تولید بمب اتمی، دانشمندان فهمیدند كه فشردن توده ها به همدیگر و به یك كره با استفاده از انفجار درونی می تواند راه مناسبی برای رسیدن به توده «ورای آستانه بحران» باشد. البته این تفكر مشكلات زیادی به همراه داشت. به خصوص این مسئله مطرح شد كه چگونه می توان یك موج شوك را به طور یكنواخت، مستقیما طی كره مورد نظر، هدایت و كنترل كرد؟افراد تیم پروژه «منهتن» این مشكلات را حل كردند. بدین صورت، تكنیك «انفجار از درون» خلق شد. دستگاه انفجار درونی شامل یك كره از جنس اورانیوم 235 و یك بخش به عنوان هسته است كه از پولوتونیوم 239 تشكیل شده و با مواد منفجره احاطه شده است. وقتی چاشنی بمب به كار بیفتد حوادث زیر رخ می دهند:

- نفجار مواد منفجره موج شوك ایجاد می كند.

2 - موج شوك بخش هسته را فشرده می كند.

3 - فرآیند شكافت شروع می شود.

4 - بمب منفجر می شود.

در «مرد گنده» بمبی كه در سال های پایانی جنگ جهانی دوم بر شهر ناكازاكی انداخته شد، تكنیك «انفجار از درون» به كار رفته بود. بازده این بمب 23 كیلو تن و كارآیی آن 17درصد بود.شكافت معمولا در 560 میلیاردم ثانیه رخ می دهد.

بمب های همجوشی: بمب های همجوشی كار می كردند ولی كارآیی بالایی نداشتند. بمب های همجوشی كه بمب های «ترمونوكلئار» هم نامیده می شوند، بازده و كارآیی به مراتب بالاتری دارند. برای تولید بمب همجوشی باید مشكلات زیر حل شود:دوتریوم و تریتیوم مواد به كار رفته در سوخت همجوشی هر دو گازند و ذخیره كردنشان دشوار است. تریتیوم هم كمیاب است و هم نیمه عمر كوتاهی دارد بنابراین سوخت بمب باید همواره تكمیل و پر شود.دوتریوم و تریتیوم باید به شدت در دمای بالا برای آغاز واكنش همجوشی فشرده شوند. در نهایت «استانسیلا اولام» دریافت كه بیشتر پرتو به دست آمده از یك واكنش فیزیون، اشعه X است كه این اشعه X می تواند با ایجاد درجه حرارت بالا و فشار زیاد مقدمات همجوشی را آماده كند.

بنابراین با به كارگیری بمب شكافتی در بمب همجوشی مشكلات بسیاری حل شد. در یك بمب همجوشی حوادث زیر رخ می دهند:

1 - بمب شكافتی با انفجار درونی ایجاد اشعه X می كند.

2 - اشعه X درون بمب و در نتیجه سپر جلوگیری كننده از انفجار نارس را گرم می كند.

3 - گرما باعث منبسط شدن سپر و سوختن آن می شود. این كار باعث ورود فشار به درون لیتیوم - دوتریوم می شود.

4 - لیتیوم - دوتریوم 30 برابر بیشتر از قبل تحت فشار قرار می گیرند.

5 - امواج شوك فشاری واكنش شكافتی را در میله پولوتونیومی آغاز می كند.

6 - میله در حال شكافت از خود پرتو، گرما و نوترون می دهد.

7 - نوترون ها به سوی لیتیوم - دوتریوم رفته و با چسبیدن به لیتیوم ایجاد تریتیوم می كند.

8 - تركیبی از دما و فشار برای وقوع واكنش همجوشی تریتیوم - دوتریوم ودوتریوم - دوتریوم و ایجاد پرتو، گرما و نوترون بیشتر، بسیار مناسب است.

9 - نوترون های آزاد شده از واكنش های همجوشی باعث القای شكافت در قطعات اورانیوم 238 كه در سپر مورد نظر به كار رفته بود، می شود.

10 - شكافت قطعات اروانیومی ایجاد گرما و پرتو بیشتر می كند.

11 - بمب منفجر شود.





نوع مطلب : Atomic Bombبمب اتم ، 
برچسب ها :
لینک های مرتبط :


( کل صفحات : 7 )    ...   2   3   4   5   6   7   
پیوندها
آمار وبلاگ
  • کل بازدید :
  • بازدید امروز :
  • بازدید دیروز :
  • بازدید این ماه :
  • بازدید ماه قبل :
  • تعداد نویسندگان :
  • تعداد کل پست ها :
  • آخرین بازدید :
  • آخرین بروز رسانی :