انرژی اتمی

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

دسته بندی : وورد

نوع فایل :  .doc ( قابل ویرایش و آماده پرینت )

تعداد صفحه : 22 صفحه

 قسمتی از متن .doc : 

مقدمه

در حال حاضر انرژی اتمی یکی از منابع مهم انرژی بسیاری از کشورهای جهان است . با وجود این ، تا سالهای اخیر اکثر مردم دربارة آن بی اطلاع بودند در اواخر جنگ جهانی دوم زمانی که دو بمب اتمی بر روی شهرهای ناکازاکی و هیروشیما در ژاپن انداخته شد ، برای اولین بار مردم پی بر قدرت انرژی اتمی بردند. از آن زمان تا به امروز از انرژی اتمی فقط به منظور تولید نیرو استفاده شده است ، هرچند که سلاحهای اتمی متعددی در جهان وجود دارند.

جمعیت جهان با سرعت رو به افزایش است و مردم نیز مایلند سطح زندگی شان بهتر شود و توقعاتشان بیشتر شده است. این دو عامل دلیل نیاز روز افزون به انرژی است. این انرژی موارد استفاده های فراوان دارد ، از جمله راه انداختن ماشین آلات کارخانه ها ، تولید گرما و نیروی برق ، درحالی تقاضای جهانی انرژی رو به افزایش است ، منابع سوختهای فسیلی (زغال سنگ ، نفت و گاز ) در حال اتمام هستند. در حال حاضر ، سوختهای فسیلی تنها منابع اصلی تامین کنندة انرژی جهان هستند و باید به دنبال منابع دیگر انرژی بود ، یکی از منابع جایگزین که قبلا کشف شده است انرژی اتمی می باشد.

انرژی هسته ای

اولین استفاده از انرژی هسته ای در جنگ جهانی دوم بعمل آمد و از آن پس امکان تهیه انرژی مفید به مقیاس وسیع از این منبع مورد نظر بوده و از آن غالبا بعنوان پشتوانه ای در برابر مسئله اتمام منابع فسیلی انرژی یاد می شود. در عین حال که انرژی هسته ممکن است بر منابع فسیلی مزایایی ( از نظر آلوده تر کردن هوا ) داشته باشد استفاده از آن مستلزم یک تکنولوژی پیشرفته و پیش بینی های لازم برای مسائل ایمنی است . در استفاده از انرژی هسته ای حرارت حاصله از شکستن اتمها که تحت کنترل انجام می گیرد به مصرف تولید بخار می رسد. عمل شکستن اتمها و تولید حرارت در راکتورها انجام می گیرد که سوخت آنها اورانیوم (و یا توریم) است. حرارت سپس بوسیله یک یا چندین عامل واسطه که تحت فشارهای مختلف هستند به بخار تبدیل شده و توربینهای مولد برقی را می چرخانند. در راکتورهای معمولی که سوخت آنها اورانیوم 235 است مقدار کمی از سوخت ( در حدود یک درصد ) به پلوتونیوم تبدیل شده و در این تبدیل تفاوت به صورت انرژی آزاد می شود. این عمل سبب می شود که یک تن سوخت اورانیوم که در این راکتورها «سوخته» می شود معادل سوختن پنجاه هزار تن زغال سنگ الکتریسیته تولید کند. در حال حاضر حدود 16000 یعنی پنج درصد انرژی الکتریکی مصرفی در امریکا از انرژی هسته ای تولید می شود که راکتورهای فوق الذکر را بکار گرفته اند. این مقدار در حدود یک درصد انرژی کل مصرفی امریکا است . راکتورهای دیگری که در آن کشور تحت ساختمان هستند دارای ظرفیتی در حدود 54000 خواهد بود و مقدار 80000 دیگر نیز یا در مرحله طرح یا سفارش هستند بطوریکه در پایان اتمام آنها مجموعا 150000 الکتریسیته از انرژی هسته ای در آن کشور تهیه خواهد شد که تخمین زده می شود در سال 2000 قسمت قابل توجهی از انرژی الکتریکی امریکا را تامین کند. (مثلا 25 تا 30 درصد) . در انگلیس نیز حدس زده می شود تا اواخر قرن حاضر راکتورهای هسته ای تا حدود 25% الکتریسیته مورد احتیاج را که در آن موقع در حدود 40000 تخمین زده می شود تامین کند. گرچه به نظر می رسد که انرژی هسته ای ممکن است راه حل عمده ای برای بحران انرژی باشند . ولی باید توجه داشت که موفقیت عمده انرژی هسته ای می تواند در تولید انرژی الکتریکی بوده که فقط جزئی از انرژی لازم برای احتیاجات آینده است. و حتی تولید الکتریسیته به مقدار وافر از این منبع مستلزم پیمودن راهی است که کاملا کوبیده و صاف نشده است. بعلاوه علیرغم بوجود آمدن راکتورهای مولد مسئله سوخت اتمی لازم هنوز بطور کامل حل نشده است . دیگر اینکه تکنولوژی قادر باشد راکتورهای اتمی نوعی سم ایجاد کند . که نه از راه انشقاق (fissin) که در راکتورهای فعلی بکار می رود بلکه از راه Fuslan انرژی اتمی را آزاد کند. سوخت لازم (مثلا دیوتریوم) برای چنین راکتورهایی مقدار زیاد در طبیعت موجود است. علیرغم این اشکالات برای جایگزینی و تکمیل احتیاجات انرژی در عرض نیم قرن آینده شاید بتواند تا حدود بیست تا سی درصد مصرف انرژی الکتریکی را از انرژی هسته ای تامین کرد.

تاریخچه شناخت ماده

توماس ادیسون در سال 1879 لامپ الکتریکی را اختراع کرد و پس از آن طی ده سال که او کوشش خستگی ناپذیر موفق به اختراع بسیاری از وسایل تولید و توزیع برق گردید و از پرتو نبوغ فکری او تحولات و تغییرات شگرفی در زندگی و رفاه صدها میلیون نفر از مردم جهان پدید آمد.

شکافتن هسته و انرژی هسته ای

با توجه به اینکه در یک واکنش هسته ای تغییرات انرژی بسیار زیاد است . این مطلب مهم مورد تحقیق و بررسی قرار گرفت که اگر بتوان یک واکنش هسته ای تولید کرد که بتواند بخودی خود متوالیاً صورت بگیرد ، میتوان انرژی هایی میلیونها مرتبه بیشتر از انرژیهای حاصل از واکنشهای کنترل نشده ی دیگر را بدنبال داشته باشد کشف نشده بود تا اینکه در سال 1938 یک دانشمند شیمی آلمانی به نام « اتو هامن » با همکاری خویش «اشتراسمن» که روی اثر بمباران اتمهای اورانیوم توسط نوترون مطالعه می کردند انتظار داشتند که تشکیل ایزوتوپ منگینتر از اورانیوم هدف (6238 ) را مشاهده کنند ، ولی با کمال تعجب هامن دریافت که نمونه اورانیوم بمباران شده توسط نوترونها ایجاد اتمهای رادیواکتیو ، عنصری بسیار سبکتر یعنی باریم (A=146) نموده است . معمای این کشف بزودی توسط فیزیکدانهای آلمانی ( لیز مینز ، واترفریج ) روشن شد و هر دو نظر دادند که چنانچه هسته های 6238 نوترونی را شکار نمایند هسته مرکب حاصله ناپایدار بوده و به جای اینکه از خود ذرات آنها یا بتا صادر کند دفعتا پس از تقریبا ثانیه شکسته و به دو تکه یا فراگمان تقریبا مساوی تقسیم می شود و حدود دو تا سه نوترون نیز آزاد میگردند. یک چنین پدیده ای را فیسیون یا شکافت هسته ای می گویند. یک نمونه متداول از این واکنش هسته ای

تحقیق؛ ویژگیهای هسته اتمی

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 16

ویژگیهای هسته های اتمی :

دردوران پیش ازکشف نوترون ، فیزیک دانان هستـــه اتمـــی را شامــل الکتـــرون ها

وپروتون هاتصور می کردند 0 این شکل ازنمایش ، تناقض های زیادی راپیش می کشید و تلاش هابرای آفرینش نظریه ساختمان هسته ای ، همگی با ناکامی روبرو می شدند 0 به محض کشف نوترون دربرخوردهای هسته ای ، بلافاصله این ایده سربلند کرد که هسته اتمی شامل پروتون ونوترون است 0 نخستین بار ، د 0 د0 ایوانکو ، دانشمند شوروی این فرضیه راپیش کشید 0

ازهمان ابتداء روشن بود که جرم نوترون برابرجرم پروتون نباشد ، بسیار به آن نزدیک است 0 این امر ، بلافاصله ، تعبیرواضحی ازاختلافات موجود بین ایزوتوپ های همان ویکی عنصرراپیش کشید 0

همان گونه که خواهیم دید ، به هرایزوتوپ می توان دوعددرانسبت داد ، یکی عددترتیبی درجدول تناوبی عنصرها ، Z است که برابربا تعداد پروتون درهسته است 0 عددترتیبـــــی ( یاعدد اتمی که ترتیب اتم هارادرجدول تناوبی نشان می دهد ) 0 شمارالکترون های مربوط به اتم راتعیین می کند 0 هرگاه چنین باشد ، دراین صورت روشن است که عدداتمی باید مسئول رفتارشیمیایی عنصرها باشد ( به این دلیل که واکنش های شیمیایی شامل هسته ها نمی شوند ) 0

حال ، عددجرمی برابر مجموع تعدادنوترون هاوپروتون هااست 0 بنابراین ایزوتوپ های همان ویکی عنصرازنظرتعدادنوترون هادرهسته با هم فرق دارند 0

آزمایش های بسیاردقیق ، خصیصه های هردوذره که هسته اتمی راتشکیل می دهند ،

24-

راروشن کرده است 0 جرم پروتون برابر 10 *6726/1 گرم است که 1836 مرتبه پــرجـــرم

ترازالکترون است 0 پروتون دارای اسپین ---- است 0 ممان مغناطیسی نــوترون مخــالف

2

23-

اسپین است و برابر 10*966/0 واحد درسیستم سانتی متر – گرم – ثانیه است 0

اسپین وممان مغناطیسی هسته های اتمی به روش های گوناگون مورد بررسی قرار میگیرنـد

از طیف نگاری اپتیکی ، طیف نگاری رادیویی ،بررسی های انحراف ستون ذره هادر میدان مغناطیسی ناهمگن استفاده می شود 0 اصول کلی این روش ها در کتاب ســوم ایـن ســری

" الکترون " ، و دربخش های پیشین کتاب فعلی بحث شده است 0 ما دراین جا صرفا" به ارائه واقعیت های بنیادی بسنده می کنیم که درچند دهه گذشته گروه بزرگی ازفیزیک دانان به آن دست یافتند 0

بیش ازهرچیز ، من میل دارم تاکید کنم که قانون های فیزیک کوانتمی مربوط به ممان ممونتم ( یاگشتاورزاویه ای ) درمورد تمام ذره هاصدق پیدا می کند 0 بنابراین درموردهسته اتمی ، می توان فرمولی به قرارزیربرای گشتاورزاویه نوشت :

در این جا ، کمیت - ، ثابت پلانک است که درهمه فرمول های فیزیک کوانتمی با آن روبرو می شویم 0

معمولا" ، اسپین همان پارامتر h است ونه این بیان ، نظریه به صراحت می گویدوآزمایش به

1 3

طورنمایانی نشان می دهد که اسپین هر ذره باید معادل 0 ، ----- ، 1 ، ----- و الی آخر

2 2

باشد 0

بامروری برجدول مقداراسپین هسته های گوناگون ( که به یاری آزمایش های گوناگونی به دست آمده است ) 0 شماری نظام های جالب را می یابیم 0 بیش از هرچیز ، درهسته ای به تعداد زوج پروتون ها ونوترون ها ، اسپین هسته معادل صفر است .

تعداد نوکلئون ها ( یعنی ذره های هسته ای ) که مضربی از چهاراست ، ظاهرا نقش بسیاربزرگی ایفاء می کند 0 دربسیاری موردها ( بااین وجود که نه درهمه موردها) ، اسپین هسته اتمی رامی توان از قرارزیر به دست آورد :

1 نزدیکترین عدد مضرب 4 به عدد جرمی A رابیرون بکشید ، اختلاف را در --- ضرب کنید

2 1

برای مثال درلیتیم با عددجرمی 6 ، اسپین برابر ---- * 2 = 1 است ، درلیتیم – 7 آن برابر

2

3 3

----- و در بورون – 10 آن برابر 1 است ودربورون – 11 آن برابر ----- است 0

2 2

قانون بیش ازهرچیزی ، بدیهی است : هسته هایی با عدد جرمی – A زوج دارای اسپین با عددکامل ( صحیح ) هستند یا اسپین آن ها صفر است 0 هسته هایی باعددجرمی A فـــرد

1

دارای اسپین معادل با مضرب ---- هستند 0

2

اصل استثناء ( خروج ) پولی را هم درمورد پروتون ها وهم نوترون ها هسته می توان به کارگرفت 0 دو ذره مانندهم تنها می توانند به شرطی همان سطح انرژی را اشغال کنند ( در همان سطح باقی بمانند ) که اسپین ها آنها مخالف هم باشد 0 از آن جا که نوترون و پروتون ذره های متفاوتی هستند ، یک سطح می تواند دوپروتون و دونوترون را درخود جاد هد 0 درایـن گروه فشرده بااسپین صفر ما اتم هلیم را استنباط می کنیم ( که همان ذره آلفا باشد )

حضور اسپین به معنی حضورممان مغناطیسی است 0 همان گونه که می دانیم رابطه ای ازتناسب مستقیم بین مومنتم مکانیکی ( گشتاور ) L و ممان مغناطیسی M وجود دارد 0 دراین جا ، ممان مغناطیسی می تواند موافق یامخالف اسپین باشد 0 ممان ( عزم ) مغناطیسی

23-

پروتون برابر 10 * 41/1 واحد درسیستم سانتی متر- گرم – ثانیه است 0 جرم نوترون تاحــد

24- 1

ناچیزی از جرم پروتون بیش تر است 0 یعنی برابر 10 * 6749/1 گرم 0 نوترون ، اسپین ----

2

دارد 0

بوسون ها وفرمیون ها BOSONS FERMIONS

ما به کرات تاکید کرده ایم که یک سطح انرژی تنها می تواند دوذره با اسپینهای مخالف رادرخود جادهد، زمان آن فرارسیده است که گفته شود ، این اصل ( اصل استثناء پولی ) تنهادرمورد یک طبقه ازذره ها صدق پیدا می کند 0 آن هـا رافرمیــون می نامنــد 0 فرمیون هاعبارتنداز الکترون ، پروتون و نوترون و همچنین همه سایرذره هاکه ازتعداد فردیومیون ها تشکیل شده اند 0 طبقه دومی از ذره ها بــه نام بوســون وجـوددارد 0 بوسون هاعبارتند از فوتون شماری ازذره های بنیادی کوتاه عمر ( مانند، مثلا" پی – مزون ) و ( مهم تراز همه ) همه ذره هایی که شامل تعداد زوج فرمیون ها هستند 0

تحقیق؛ تاریخچه بمب اتمی

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 29

تاریخچه بمب اتمی

!اطلاعات اولیه هانری بکرل نخستین کسی بود که متوجه پرتودهی عجیب سنگ معدن اورانیوم گردید. پس از آن در سال 1909 میلادی ارنست رادرفورد هسته اتم را کشف کرد. وی همچنین نشان داد که پرتوهای رادیواکتیو در میدان مغناطیسی به سه دسته تقیسیم می‌شوند (پرتوهای آلفا ، بتا و گاما). بعدها دانشمندان دریافتند که منشا این پرتوها درون هسته اتم اورانیم می‌باشد.

پیدایش بمب اتمی

در سال 1938 با انجام آزمایشاتی توسط دو دانشمند آلمانی به نامهای اتوهان و فریتس شتر اسمن ، فیزیک هسته‌ای به مرحله تازه‌ای پای نهاد. این فیزیکدانان با بمباران هسته اتم اورانیوم بوسیله نوترونها به عناصر رادیواکتیوی دست یافتند که جرم اتمی کوچکتری نسبت به اورانیوم داشت. برای توصیف علت ایجاد این عناصر لیزه میتنر و اتو فریش پدیده شکافت هسته را در اورانیوم تو ضیح دادند و در اینجا بود که ناقوس شوم اختراع بمب اتمی به صدا در آمد.هر فروپاشی هسته اورانیم می‌تواند تا ۲۰۰ مگا ولت انرژی آزاد کند. بدیهی است که اگر هسته‌های بیشتری فرو پاشیده می‌شد انرژی فراوانی حاصل می‌گردید. بعدها فیزیکدانان دیگری نیز در این محدوده به تحقیق پرداختند. یکی از آنان انریکو فرمی بود که بخاطر تحقیقاتش در سال ۱۹۳۸ موفق به دریافت جایزه نوبل گردید.

سیر تحولی و رشد

در سال 1939 یعنی قبل از شروع جنگ جهانی دوم در بین فیزیکدانان این بیم وجود داشت که آلمانیها به کمک فیزیکدانان نابغه‌ای مانند هایزنبرگ و دستیارانش می‌توانند با استفاده از دانش شکافت هسته‌ای بمب اتمی بسازند. به همین دلیل از آلبرت انیشتین خواستند که نامه‌ای به فرانکلین روزولت رئیس جمهور وقت آمریکا بنویسد. در آن نامه تاریخی از امکان ساخت بمبی صحبت شد که هرگز هایزنبرگ آن را نساخت.به این ترتیب دولتمردان آمریکا برای پیشدستی بر آلمان طرح مانهاتان را به راه انداختند، و از انریکو فرمی دعوت به عمل آوردند تا مقدمات ساخت بمب اتمی را فراهم سازد. سه سال بعد ، در دوم دسامبر 1942 در ساعت 3 بعد از ظهر نخستین راکتور هسته‌ای دنیا در دانشگاه شیکاگو آمریکا ساخته شد.در 16 ژوئیه 1945 نخستین آزمایش بمب اتمی در صحرای آلامو گرودو نیومکزیکو انجام شد. سه هفته بعد هیروشیما در ساعت 8:15 صبح روز 6 آگوست 1945 بوسیله بمب اورانیومی بمباران گردید. سپس ناکازاکی در 9 آگوست سال 1945 در ساعت حدود 11:15 بوسیله بمب پلوتونیومی بمباران شد. در طی آن بمبارانها صدها هزار نفر جان باختند.

پیشگامان ساخت بمب اتمی

انریکو فرمی و همکارانش در دانشگاه شیکاگو پس از ساخت نخستین راکتور هسته‌ای جهان به امید آنکه از راکتور هسته‌ای تنها در اهداف صلح آمیز استفاده شود، و دنیا عاری از سلاحهای اتمی گردد، در این زمینه گام برداشتند.

لیزه میتنر که لقب مادر انرژی اتمی گرفت، در سال ۱۸۷۸ در یک خانواده هشت نفری به دنیا آمد. وی سومین فرزند خانواده بود، با وجود تمامی مشکلاتی که بر سر راه وی بخاطر زن بودنش بود. در سال 1901 وارد دانشگاه وین شد و تحت نظارت بولتزمن که یکی از فیزیکدانان بنام دنیا بود فیزیک را آموخت. لیزه توانست در سال 1907 به درجه دکترا نایل گردد و سپس راهی برلین شد تا در دانشگاهی که ماکس پلانک ریاست بخش فیزیک آن را بر عهده داشت به مطالعه و تحقیق بپردازد.بیشتر کارهای تحقیقاتی وی در همین دانشگاه بود وی هیچگونه علاقه‌ای به سیاست نداشت، ولی به علت دخالتهای روز افزون ارتش نازی مجبور به ترک برلین گردید و در سال 1938 به یک انستیتو در استکهلم رفت. لیزه میتنر به همراه همکارش اتو فریش اولین کسانی بودند که شکافت هسته را توضیح دادند. آنان در سال 1939 در مجله طبیعت مقاله معروف خود را در مورد شکافت هسته‌ای ارائه دادند.بدین ترتیب راه را برای استفاده از انرژی هسته‌ای گشوده شد. به همین دلیل پس از جنگ جهانی دوم به میتنر لقب مادر بمب اتمی داده شد. ولی چون وی نمی‌خواست از کشف خود به عنوان بمبی هولناک استفاده گردد. بنابراین بهتر است به لیزه لقب مادر انرژی اتمی داده شود.

بمبهای هسته‌ای چگونه ساخته می‌شوند؟

بمبهای هسته‌ای به دو شکل ساخته می‌شوند. بمبهای شکافتی (اتمی) و بمبهای همجوشی (هیدروژنی). در حالیکه جزئیات این بمبها محرمانه است ولی نکات اساسی آنها قابل دسترس است. سوخت در یک بمب شکافتی مشتمل بر 235U و 239Pu تقریبا خالص است که هر دو هسته‌های شکافت پذیری دارند. یک تکه ی کوچک از چنین ماده‌ای نمی‌تواند منفجر شود، زیرا تعداد بسیار زیادی از نوترونها فرار می‌کنند. ولی در یک جرم به قدر کافی بزرگ (بحرانی) واکنش زنجیره‌ای صورت می‌گیرد. یک نوترون اولیه اتفاقی باعث شروع شکافت خواهد شد.یک بمب نوعی تقریبا 1024 نوترون در کمتر از 7-10 ثانیه آزاد می‌کند که باعث گرمای بسیار شدید می‌شود. همجوشی فرق دارد. همجوشی وقتی رخ می‌دهد که دو هسته سبک را آنقدر به هم نزدیک کنیم که در حوزه عمل جاذبه متقابل نیروی هسته‌ای قوی قرار گیرند. از آن به بعد به شدت همدیگر را جذب می‌کنند و اتمی سنگینتر تولید می‌کنند و مقداری انرژی آزاد می‌کنند.همجوشی را می‌توان در محیط پلاسمایی بوجود آورد و اخیرا با لیزر هم این کار را می‌کنند. در این همجوشی قرصهای کوچکی از دوتریم و تریتیم (عناصری سبک که هم خانواده هیدروژن هستند) را بوسیله فوجهای لیزری پر قدرت گرم می‌کنند. اگر توان لیزرها کم باشد انفجارهای کوچکی در این قرصهای کوچک رخ می‌دهد. اما اگر قدرت بالا باشد و در زمان کوتاه اثر کنند همجوشی رخ می‌دهد. توان این نوع لیزرها بیش از توان نیروی برق آمریکاست، پس تهیه‌اش بسیار سخت است

هولوکاست ؛ اولین بمب هیدروژنی اسرائیل

کارشناسان تسلیحات هسته ای غرب فاش کردند در حال حاضر رژیم صهیونیستی 300کلاهک هسته ای در اختیار دارد و دراستفاده از این سلاحهای مرگبارعلیه کشورهای خاورمیانه هیچ تردیدی ندارد.

گزارش خبرگزاری "مهر"، جرج بوش رئیس جمهور آمریکا چندی پیش در پیامی به مناسبت پنجاه و ششمین سالگرد تاسیس رژیم غاصب صهیونیستی بر تداوم تعهد خود به حمایت همه جانبه از اسراییل تاکید کرد.کارشناسان سیاسی حمایت آمریکا از اسرائیل را عامل اصلی موفقیت این رژیم در دستیابی به تسلیحات هسته ای دانسته اند . همچنین کارشناس تسلیحات هسته ای و مبارزه با تروریسم غرب هفته گذشته با تهیه گزارشی اعلام کردند: آمریکا، کشورهای اروپایی و باندهای بین المللی دررساندن مواد تولید بمب ازجمله اورانیوم و پلوتونیوم به ر‍ژیم صهیونیستی ازهیچ تلاشی فروگذارنبودند.این گزارش ثابت می کند که اسراییل طی سه دهه گذشته چند تن مواد خام هسته ای را از آمریکا وکشورهای اروپایی وارد کرده است وعملیات گسترش تکنولو‍ژی سلاح هسته ای را به طور جدی پس ازپایان حمله به مصر در سال 1973 آغاز کرده است.طی دو دهه گذشته اسراییل موفق شد به رتبه کشورهای بزرگ دارنده فنآوری و تکنولوژی هسته ای دست یابد و حتی ازکشورهای هند، پاکستان و کره شمالی دردستیابی وبالا بردن توان هسته ای

تحقیق درباره ویژگیهای هسته اتمی

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 16

ویژگیهای هسته های اتمی :

دردوران پیش ازکشف نوترون ، فیزیک دانان هستـــه اتمـــی را شامــل الکتـــرون ها

وپروتون هاتصور می کردند 0 این شکل ازنمایش ، تناقض های زیادی راپیش می کشید و تلاش هابرای آفرینش نظریه ساختمان هسته ای ، همگی با ناکامی روبرو می شدند 0 به محض کشف نوترون دربرخوردهای هسته ای ، بلافاصله این ایده سربلند کرد که هسته اتمی شامل پروتون ونوترون است 0 نخستین بار ، د 0 د0 ایوانکو ، دانشمند شوروی این فرضیه راپیش کشید 0

ازهمان ابتداء روشن بود که جرم نوترون برابرجرم پروتون نباشد ، بسیار به آن نزدیک است 0 این امر ، بلافاصله ، تعبیرواضحی ازاختلافات موجود بین ایزوتوپ های همان ویکی عنصرراپیش کشید 0

همان گونه که خواهیم دید ، به هرایزوتوپ می توان دوعددرانسبت داد ، یکی عددترتیبی درجدول تناوبی عنصرها ، Z است که برابربا تعداد پروتون درهسته است 0 عددترتیبـــــی ( یاعدد اتمی که ترتیب اتم هارادرجدول تناوبی نشان می دهد ) 0 شمارالکترون های مربوط به اتم راتعیین می کند 0 هرگاه چنین باشد ، دراین صورت روشن است که عدداتمی باید مسئول رفتارشیمیایی عنصرها باشد ( به این دلیل که واکنش های شیمیایی شامل هسته ها نمی شوند ) 0

حال ، عددجرمی برابر مجموع تعدادنوترون هاوپروتون هااست 0 بنابراین ایزوتوپ های همان ویکی عنصرازنظرتعدادنوترون هادرهسته با هم فرق دارند 0

آزمایش های بسیاردقیق ، خصیصه های هردوذره که هسته اتمی راتشکیل می دهند ،

24-

راروشن کرده است 0 جرم پروتون برابر 10 *6726/1 گرم است که 1836 مرتبه پــرجـــرم

ترازالکترون است 0 پروتون دارای اسپین ---- است 0 ممان مغناطیسی نــوترون مخــالف

2

23-

اسپین است و برابر 10*966/0 واحد درسیستم سانتی متر – گرم – ثانیه است 0

اسپین وممان مغناطیسی هسته های اتمی به روش های گوناگون مورد بررسی قرار میگیرنـد

از طیف نگاری اپتیکی ، طیف نگاری رادیویی ،بررسی های انحراف ستون ذره هادر میدان مغناطیسی ناهمگن استفاده می شود 0 اصول کلی این روش ها در کتاب ســوم ایـن ســری

" الکترون " ، و دربخش های پیشین کتاب فعلی بحث شده است 0 ما دراین جا صرفا" به ارائه واقعیت های بنیادی بسنده می کنیم که درچند دهه گذشته گروه بزرگی ازفیزیک دانان به آن دست یافتند 0

بیش ازهرچیز ، من میل دارم تاکید کنم که قانون های فیزیک کوانتمی مربوط به ممان ممونتم ( یاگشتاورزاویه ای ) درمورد تمام ذره هاصدق پیدا می کند 0 بنابراین درموردهسته اتمی ، می توان فرمولی به قرارزیربرای گشتاورزاویه نوشت :

در این جا ، کمیت - ، ثابت پلانک است که درهمه فرمول های فیزیک کوانتمی با آن روبرو می شویم 0

معمولا" ، اسپین همان پارامتر h است ونه این بیان ، نظریه به صراحت می گویدوآزمایش به

1 3

طورنمایانی نشان می دهد که اسپین هر ذره باید معادل 0 ، ----- ، 1 ، ----- و الی آخر

2 2

باشد 0

بامروری برجدول مقداراسپین هسته های گوناگون ( که به یاری آزمایش های گوناگونی به دست آمده است ) 0 شماری نظام های جالب را می یابیم 0 بیش از هرچیز ، درهسته ای به تعداد زوج پروتون ها ونوترون ها ، اسپین هسته معادل صفر است .

تعداد نوکلئون ها ( یعنی ذره های هسته ای ) که مضربی از چهاراست ، ظاهرا نقش بسیاربزرگی ایفاء می کند 0 دربسیاری موردها ( بااین وجود که نه درهمه موردها) ، اسپین هسته اتمی رامی توان از قرارزیر به دست آورد :

1 نزدیکترین عدد مضرب 4 به عدد جرمی A رابیرون بکشید ، اختلاف را در --- ضرب کنید

2 1

برای مثال درلیتیم با عددجرمی 6 ، اسپین برابر ---- * 2 = 1 است ، درلیتیم – 7 آن برابر

2

3 3

----- و در بورون – 10 آن برابر 1 است ودربورون – 11 آن برابر ----- است 0

2 2

قانون بیش ازهرچیزی ، بدیهی است : هسته هایی با عدد جرمی – A زوج دارای اسپین با عددکامل ( صحیح ) هستند یا اسپین آن ها صفر است 0 هسته هایی باعددجرمی A فـــرد

1

دارای اسپین معادل با مضرب ---- هستند 0

2

اصل استثناء ( خروج ) پولی را هم درمورد پروتون ها وهم نوترون ها هسته می توان به کارگرفت 0 دو ذره مانندهم تنها می توانند به شرطی همان سطح انرژی را اشغال کنند ( در همان سطح باقی بمانند ) که اسپین ها آنها مخالف هم باشد 0 از آن جا که نوترون و پروتون ذره های متفاوتی هستند ، یک سطح می تواند دوپروتون و دونوترون را درخود جاد هد 0 درایـن گروه فشرده بااسپین صفر ما اتم هلیم را استنباط می کنیم ( که همان ذره آلفا باشد )

حضور اسپین به معنی حضورممان مغناطیسی است 0 همان گونه که می دانیم رابطه ای ازتناسب مستقیم بین مومنتم مکانیکی ( گشتاور ) L و ممان مغناطیسی M وجود دارد 0 دراین جا ، ممان مغناطیسی می تواند موافق یامخالف اسپین باشد 0 ممان ( عزم ) مغناطیسی

23-

پروتون برابر 10 * 41/1 واحد درسیستم سانتی متر- گرم – ثانیه است 0 جرم نوترون تاحــد

24- 1

ناچیزی از جرم پروتون بیش تر است 0 یعنی برابر 10 * 6749/1 گرم 0 نوترون ، اسپین ----

2

دارد 0

بوسون ها وفرمیون ها BOSONS FERMIONS

ما به کرات تاکید کرده ایم که یک سطح انرژی تنها می تواند دوذره با اسپینهای مخالف رادرخود جادهد، زمان آن فرارسیده است که گفته شود ، این اصل ( اصل استثناء پولی ) تنهادرمورد یک طبقه ازذره ها صدق پیدا می کند 0 آن هـا رافرمیــون می نامنــد 0 فرمیون هاعبارتنداز الکترون ، پروتون و نوترون و همچنین همه سایرذره هاکه ازتعداد فردیومیون ها تشکیل شده اند 0 طبقه دومی از ذره ها بــه نام بوســون وجـوددارد 0 بوسون هاعبارتند از فوتون شماری ازذره های بنیادی کوتاه عمر ( مانند، مثلا" پی – مزون ) و ( مهم تراز همه ) همه ذره هایی که شامل تعداد زوج فرمیون ها هستند 0

تحقیق درباره تاریخچه بمب اتمی

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 29

تاریخچه بمب اتمی

!اطلاعات اولیه هانری بکرل نخستین کسی بود که متوجه پرتودهی عجیب سنگ معدن اورانیوم گردید. پس از آن در سال 1909 میلادی ارنست رادرفورد هسته اتم را کشف کرد. وی همچنین نشان داد که پرتوهای رادیواکتیو در میدان مغناطیسی به سه دسته تقیسیم می‌شوند (پرتوهای آلفا ، بتا و گاما). بعدها دانشمندان دریافتند که منشا این پرتوها درون هسته اتم اورانیم می‌باشد.

پیدایش بمب اتمی

در سال 1938 با انجام آزمایشاتی توسط دو دانشمند آلمانی به نامهای اتوهان و فریتس شتر اسمن ، فیزیک هسته‌ای به مرحله تازه‌ای پای نهاد. این فیزیکدانان با بمباران هسته اتم اورانیوم بوسیله نوترونها به عناصر رادیواکتیوی دست یافتند که جرم اتمی کوچکتری نسبت به اورانیوم داشت. برای توصیف علت ایجاد این عناصر لیزه میتنر و اتو فریش پدیده شکافت هسته را در اورانیوم تو ضیح دادند و در اینجا بود که ناقوس شوم اختراع بمب اتمی به صدا در آمد.هر فروپاشی هسته اورانیم می‌تواند تا ۲۰۰ مگا ولت انرژی آزاد کند. بدیهی است که اگر هسته‌های بیشتری فرو پاشیده می‌شد انرژی فراوانی حاصل می‌گردید. بعدها فیزیکدانان دیگری نیز در این محدوده به تحقیق پرداختند. یکی از آنان انریکو فرمی بود که بخاطر تحقیقاتش در سال ۱۹۳۸ موفق به دریافت جایزه نوبل گردید.

سیر تحولی و رشد

در سال 1939 یعنی قبل از شروع جنگ جهانی دوم در بین فیزیکدانان این بیم وجود داشت که آلمانیها به کمک فیزیکدانان نابغه‌ای مانند هایزنبرگ و دستیارانش می‌توانند با استفاده از دانش شکافت هسته‌ای بمب اتمی بسازند. به همین دلیل از آلبرت انیشتین خواستند که نامه‌ای به فرانکلین روزولت رئیس جمهور وقت آمریکا بنویسد. در آن نامه تاریخی از امکان ساخت بمبی صحبت شد که هرگز هایزنبرگ آن را نساخت.به این ترتیب دولتمردان آمریکا برای پیشدستی بر آلمان طرح مانهاتان را به راه انداختند، و از انریکو فرمی دعوت به عمل آوردند تا مقدمات ساخت بمب اتمی را فراهم سازد. سه سال بعد ، در دوم دسامبر 1942 در ساعت 3 بعد از ظهر نخستین راکتور هسته‌ای دنیا در دانشگاه شیکاگو آمریکا ساخته شد.در 16 ژوئیه 1945 نخستین آزمایش بمب اتمی در صحرای آلامو گرودو نیومکزیکو انجام شد. سه هفته بعد هیروشیما در ساعت 8:15 صبح روز 6 آگوست 1945 بوسیله بمب اورانیومی بمباران گردید. سپس ناکازاکی در 9 آگوست سال 1945 در ساعت حدود 11:15 بوسیله بمب پلوتونیومی بمباران شد. در طی آن بمبارانها صدها هزار نفر جان باختند.

پیشگامان ساخت بمب اتمی

انریکو فرمی و همکارانش در دانشگاه شیکاگو پس از ساخت نخستین راکتور هسته‌ای جهان به امید آنکه از راکتور هسته‌ای تنها در اهداف صلح آمیز استفاده شود، و دنیا عاری از سلاحهای اتمی گردد، در این زمینه گام برداشتند.

لیزه میتنر که لقب مادر انرژی اتمی گرفت، در سال ۱۸۷۸ در یک خانواده هشت نفری به دنیا آمد. وی سومین فرزند خانواده بود، با وجود تمامی مشکلاتی که بر سر راه وی بخاطر زن بودنش بود. در سال 1901 وارد دانشگاه وین شد و تحت نظارت بولتزمن که یکی از فیزیکدانان بنام دنیا بود فیزیک را آموخت. لیزه توانست در سال 1907 به درجه دکترا نایل گردد و سپس راهی برلین شد تا در دانشگاهی که ماکس پلانک ریاست بخش فیزیک آن را بر عهده داشت به مطالعه و تحقیق بپردازد.بیشتر کارهای تحقیقاتی وی در همین دانشگاه بود وی هیچگونه علاقه‌ای به سیاست نداشت، ولی به علت دخالتهای روز افزون ارتش نازی مجبور به ترک برلین گردید و در سال 1938 به یک انستیتو در استکهلم رفت. لیزه میتنر به همراه همکارش اتو فریش اولین کسانی بودند که شکافت هسته را توضیح دادند. آنان در سال 1939 در مجله طبیعت مقاله معروف خود را در مورد شکافت هسته‌ای ارائه دادند.بدین ترتیب راه را برای استفاده از انرژی هسته‌ای گشوده شد. به همین دلیل پس از جنگ جهانی دوم به میتنر لقب مادر بمب اتمی داده شد. ولی چون وی نمی‌خواست از کشف خود به عنوان بمبی هولناک استفاده گردد. بنابراین بهتر است به لیزه لقب مادر انرژی اتمی داده شود.

بمبهای هسته‌ای چگونه ساخته می‌شوند؟

بمبهای هسته‌ای به دو شکل ساخته می‌شوند. بمبهای شکافتی (اتمی) و بمبهای همجوشی (هیدروژنی). در حالیکه جزئیات این بمبها محرمانه است ولی نکات اساسی آنها قابل دسترس است. سوخت در یک بمب شکافتی مشتمل بر 235U و 239Pu تقریبا خالص است که هر دو هسته‌های شکافت پذیری دارند. یک تکه ی کوچک از چنین ماده‌ای نمی‌تواند منفجر شود، زیرا تعداد بسیار زیادی از نوترونها فرار می‌کنند. ولی در یک جرم به قدر کافی بزرگ (بحرانی) واکنش زنجیره‌ای صورت می‌گیرد. یک نوترون اولیه اتفاقی باعث شروع شکافت خواهد شد.یک بمب نوعی تقریبا 1024 نوترون در کمتر از 7-10 ثانیه آزاد می‌کند که باعث گرمای بسیار شدید می‌شود. همجوشی فرق دارد. همجوشی وقتی رخ می‌دهد که دو هسته سبک را آنقدر به هم نزدیک کنیم که در حوزه عمل جاذبه متقابل نیروی هسته‌ای قوی قرار گیرند. از آن به بعد به شدت همدیگر را جذب می‌کنند و اتمی سنگینتر تولید می‌کنند و مقداری انرژی آزاد می‌کنند.همجوشی را می‌توان در محیط پلاسمایی بوجود آورد و اخیرا با لیزر هم این کار را می‌کنند. در این همجوشی قرصهای کوچکی از دوتریم و تریتیم (عناصری سبک که هم خانواده هیدروژن هستند) را بوسیله فوجهای لیزری پر قدرت گرم می‌کنند. اگر توان لیزرها کم باشد انفجارهای کوچکی در این قرصهای کوچک رخ می‌دهد. اما اگر قدرت بالا باشد و در زمان کوتاه اثر کنند همجوشی رخ می‌دهد. توان این نوع لیزرها بیش از توان نیروی برق آمریکاست، پس تهیه‌اش بسیار سخت است

هولوکاست ؛ اولین بمب هیدروژنی اسرائیل

کارشناسان تسلیحات هسته ای غرب فاش کردند در حال حاضر رژیم صهیونیستی 300کلاهک هسته ای در اختیار دارد و دراستفاده از این سلاحهای مرگبارعلیه کشورهای خاورمیانه هیچ تردیدی ندارد.

گزارش خبرگزاری "مهر"، جرج بوش رئیس جمهور آمریکا چندی پیش در پیامی به مناسبت پنجاه و ششمین سالگرد تاسیس رژیم غاصب صهیونیستی بر تداوم تعهد خود به حمایت همه جانبه از اسراییل تاکید کرد.کارشناسان سیاسی حمایت آمریکا از اسرائیل را عامل اصلی موفقیت این رژیم در دستیابی به تسلیحات هسته ای دانسته اند . همچنین کارشناس تسلیحات هسته ای و مبارزه با تروریسم غرب هفته گذشته با تهیه گزارشی اعلام کردند: آمریکا، کشورهای اروپایی و باندهای بین المللی دررساندن مواد تولید بمب ازجمله اورانیوم و پلوتونیوم به ر‍ژیم صهیونیستی ازهیچ تلاشی فروگذارنبودند.این گزارش ثابت می کند که اسراییل طی سه دهه گذشته چند تن مواد خام هسته ای را از آمریکا وکشورهای اروپایی وارد کرده است وعملیات گسترش تکنولو‍ژی سلاح هسته ای را به طور جدی پس ازپایان حمله به مصر در سال 1973 آغاز کرده است.طی دو دهه گذشته اسراییل موفق شد به رتبه کشورهای بزرگ دارنده فنآوری و تکنولوژی هسته ای دست یابد و حتی ازکشورهای هند، پاکستان و کره شمالی دردستیابی وبالا بردن توان هسته ای