مقاله درباره.. انرژی هسته ای

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 19

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 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.

تحقیق در مورد انرژی هسته ای

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 16

انرژی هسته ای

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 ،

مقاله درباره انرژی هسته ای

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 59

انرژی هسته‌ای چیست؟

انرژی آزاد شده از هستة اتم‌هایی است که با ناپایدار کردن و شکافتنشان توسط پرتوهای یون ساز ذره‌ای و غیره ذره‌ای، تولید می‌شود.

مقدمه

پزشکی هسته‌ای را تقریباً می‌توان به صورت کاربرد روش‌های نوکلید پرتوزا در تشخیص و درمان بیماری‌های انسان تعریف کرد. گرچه فقط در حدود چند سال است که پزشکی هسته‌ای به عنوان یک تخصص پزشکی شناخته شده است، ولی بیش از شصت سال قبل برای نخستین بار از رادیوم 226 جهت درمان تومورها و از یدپرتوزا اولین بار درست قبل از جنگ جهانی دوم برای تشخیص بیماری‌های تیروئید استفاده شد.

روشهای استفاده از نو کلیدهای پرتوزای بالینی را می‌توان به سه بخش بزرگ تقسیم کرد که بزرگترین آنها بخش روشهای تشخیصی است، مانند تصویر گیری از اعضای بدن که در آن یک نو کلید پرتوزا با ترکیب شیمیایی مناسب را به بیمار تجویز می‌کنند و توزیع ماد‌ة پرتوزا در بدن را به وسیله یک آشکار ساز تابش از خارج بدن تعیین می‌کند. این روش‌ها، علاوه بر به دست دادن تصویر ساده‌ای از یک عنصر یا تمام بدن، اطلاعاتی دربارة‌ عملکرد برخی از اعضا، مانند غدة تیروئید و یا کلیدها را نیز فراهم می‌کنند. در حال حاضر کاربرد صرفاً درمانی نو کلیدهای پرتوزایی که به بیماران تجویز می‌شود فقط قسمت کوچکی از کاربرد پزشکی هسته‌ای را تشکیل می‌دهد. در دومین بخش پزشکی هسته‌ای که هر روز بر اهمیت آن افزوده می‌شود، مادة نو کلید پرتوزا به بیمار تجویز نمی‌شود، بلکه از تکنیکهای آن برای اندازه گیری غلظت هورمونها، پادتنها، داروها، و سایر مواد مهم (از نظر بالینی) در نمونه‌های خون یا نمونه‌های بافت استفاده می‌شود. بخشهای اصلی پزشکی هسته‌ای در جدول 101 نشان داده شده‌اند.

جدول 1-1 تقسیمات اصلی پزشکی هسته‌ای

در موجود زنده

تشخیص

درمان

در آزمایشگاه

تحلیل بیوشیمیایی

تصویرگیری از عضو، مثال : روبش مغز برای تشخیص تومور. تصویرگیری از کل بدن، مثال : معاینه استخوان بندی برای آشکار سازی متاستازها.

ظرفیت جذب عضو، مثال : تعیین عملکرد تیروئید با نوکلید پرتوزا.

ظرفیت نگهداری تمام بدن، مثال : اندازه‌گیری جذب ویتامین 12- B خوراکی

مطالعات دینامیکی، مثال : بررسی عملکرد کلیه (کلیه نگاری).

فضاهای بدن، مثال : اندازه‌گیری حجم پلاسما به روش رقیق کردن با ایزوتوپ

مثال : درمان هیپرتروئیدی با استفاده از ید 131

مثال : سنجش هورمونها، آنزیمها، و سایر مواد به وسیله رادیوایمونو-اسی، تحلیل حالت اشباع، و دیگر روشهای مربوطه

تصویر گیری از اعضا به وسیله نو کلید پرتوزا تنها روشی نیست که در آن از تابش استفاده می‌شود. رادیولوژی قدیمترین روش و توموگرافی محوری کامپیوتری جدیدترین روش تصویرگیری با استفاده از تابش هستند. در هر دوی این روشها و روش فراصوتی، که در آن برای کسب اطلاعات تشریحی از امواج صوتی استفاه می‌شود، تابش از بدن عبور می‌کند. در حالی که، گرمانگاری امواج فروسرخ گسیل شده از بدن را آشکار می‌کند. از تمام این روشهای تحقیقاتی برای کسب اطلاعات تشریحی با درجة حساسیت و قدرت تفکیک متفاوت استفاده می‌شود. انواع مختلف اطلاعات به دست آمده در شکلهای 101 تا 601 نشان داده شده‌اند، هر تکنیکی کاربرد مخصوص به خود دارد و به طور کلی اطلاعاتی که این روشها به دست می‌دهند بیشتر مکمل همدیگرند تا در مقابل یکدیگر. در حالی که تصاویر به دست آمده از پرتوهای X یا فراصوت به قابلیتهای متفاوت اعضای بدن و بافتها در انتقال جذب یا پراکندگی تابش فرودی بستگی دارند، پزشکی هسته‌ای اصولاً بر پایه عملکرد اعضا استوار است، زیرا تصویر به دست آمده به قابلیت عضو یا بافت در متمرکز کردن نو کلید پرتوزاها در خود بستگی دارد. توزیع هر نوع مادة پرتوزایی که وارد بدن می‌شود به عوامل فیزیولوژیکی چون شارش خون، حجم شاره‌های درون وریدی و برون وریدی، فعالیت سوخت و سازی یا حضور یاخته‌های بیگانه خوار در بدن بستگی دارد. از این رو، توزیع یک مادة پرتوزا به طور قابل توجهی به خواص شیمیایی آن ماده بستگی دارد. مواد پرتوزایی را که در پزشکی هسته‌ای به کار می‌برند به طور کلی داروهای پرتوزا می‌نامند. در همة روش‌های پزشکی هسته‌ای دو جزء ضروری وجود دارد. یکی دستگاه آشکارساز تابش که حساسیت و قدرت تفکیک کافی داشته باشد، و دیگری داروی پرتوزا که بتواند به مقدار قابل قبول در عضو یا بافت مورد نظر جایگزیده شود. در نتیجه بر هر کس که به کار پزشکی هسته ای اشتغال دارد لازم است که دربارة فیزیک پایة پرتوزایی و دستگاه‌های آشکارساز تابش و همچنین شیمی داروهای پرتوزا و سازوکار جایگزینی آنها در بافت‌ها یا عضوهای بخصوص، اطلاعاتی داشته باشد.

مطالب بالا و مباحث عملیاتی مربوط مانند روش‌های آزمایشگاهی، تابش و سایر در بایست‌های ایمنی، در فصل‌های بعد بررسی می‌شوند.

قسمت اول: فیزیک پایه 2

تابش و ماده

تمام روش‌هایی که در فصل اول مورد بحث قرار گرفتند، با تابش در ارتباط بودند. در این مبحث تابش‌های گسیل شده از مواد پرتوزا را مورد توجه قرار می‌دهیم. این تابش‌ها بر دو نوع‌اند، تابش ذره‌ای و تابش الکترومغناطیسی. تابش نوع اول نقش مهمی در درمان با مواد پرتوزا دارد، و تابش نوع دوم اساساً برای تصویرگیری از عضوها بکار برده می‌شود.

تابش الکترومغناطیسی

ماهیت و مشخصة تمام تابش‌های الکترومغناطیسی یکسان است و تنها تفاوت آنها در مقدار انرژی است. به این تابش‌ها بر حسب گسترة انرژی یا نحوة تولیدشان نام‌های گوناگونی داده می‌شود. پرتوهای X و پرتوهای گاما می‌توانند انرژی یکسانی داشته باشند و فرق آنها فقط در نحوة تولیدشان است. پرتوهای x هنگامی تولید می‌شوند که انرژی الکترونها تغییر کند و معمولاً در اثر بمباران هدف با الکترونهای تند از هدف گسیل می‌شوند، در حالی که منشأ تابش گاما هستة اتم‌های پرتوزاست. سایر انواع شناخته شدة تابش الکترومغناطیسی عبارت‌اند از نور مرئی، امواج رادیویی، تابش فرو سرخ (که در گرمانگاری به کار می‌رود) و تابش فرابنفش. همان