تحقیق. بمب هسته ای چگونه کار می

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 6

بمب هسته ای چگونه کار می‌کند؟

شما احتمالاً در کتابهای تاریخ خوانده‌اید که بمب هسته‌ای در جنگ جهانی دوم توسط آمریکا علیه ژاپن بکار رفت و ممکن است فیلم‌هایی را دیده باشید که در آنها بمب‌های هسته‌ای منفجر می‌شوند. درحالیکه در اخبار می‌شنوید، برخی کشورها راجع به خلع سلاح اتمی با یکدیگر گفتگو می‌کنند، کشورهایی مثل هند و پاکستان سلاح‌های اتمی خود را توسعه می‌دهند. ما دیده‌ایم که این وسایل چه نیروی مخرب خارق‌العاده‌ای دارند، ولی آنها واقعاً چگونه کار می‌کنند؟ در این بخش خواهید آموخت که بمب هسته‌ای چگونه تولید می‌شود و پس از یک انفجار هسته‌ای چه اتفاقی می‌افتد؟ فیزیک هسته‌ای انرژی هسته‌ای به 2 روش تولید می‌شود: 1- شکافت هسته‌ای: در این روش هسته یک اتم توسط یک نوترون به دو بخش کوچکتر تقسیم می‌شود. در این روش غالباً از عنصر اورانیوم استفاده می‌شود. 2- گداخت هسته‌ای: در این روش که در سطح خورشید هم اجرا می‌شود، معمولاً هیدروژن‌ها با برخورد به یکدیگر تبدیل به هلیوم می‌شوند و در این تبدیل، انرژی بسیار زیادی بصورت نور و گرما تولید می‌شود. در شکل زیر نمونه ای از شکافت هسته اتم اورانیوم نمایش داده شده است: و در شکل زیر گداخت هسته‌ای اتم‌های هیدروژن و تبدیل آنها به هلیوم 3 و الکترون آزاد نمایش داده شده است: طراحی بمب‌های هسته‌ای: برای تولید بمب هسته‌ای، به یک سوخت شکافت‌پذیر یا گداخت‌پذیر، یک وسیله راه‌انداز و روشی که اجازه دهد تا قبل از اینکه بمب خاموش شود، کل سوخت شکافته یا گداخته شود نیاز است. بمب‌های اولیه با روش شکافت هسته‌ای و بمب‌های قویتر بعدی با روش گداخت هسته‌ای تولید شدند. ما در این بخش دو نمونه از بمب های ساخته شده را بررسی می کنیم: بمب‌ شکافت هسته‌ای : 1- بمب‌ هسته‌ای (پسر کوچک) که روی شهر هیروشیما و در سال 1945 منفجر شد. 2- بمب هسته‌ای (مرد چاق) که روی شهر ناکازاکی و در سال 1945 منفجر شد. بمب گداخت هسته‌ای : 1- بمب گداخت هسته‌ای که در ایسلند بصورت آزمایشی در سال 1952 منفجر شد. بمب‌های شکافت هسته‌ای: بمب‌های شکافت هسته‌ای از یک عنصر شبیه اورانیوم 235 برای انفجار هسته‌ای استفاده می‌کنند. این عنصر از معدود عناصری است که جهت ایجاد انرژی بمب هسته‌ای استفاده می‌شود. این عنصر خاصیت جالبی دارد: هرگاه یک نوترون آزاد با هسته این عنصر برخورد کند ، هسته به سرعت نوترون را جذب می‌کند و اتم به سرعت متلاشی می‌شود. نوترون‌های آزاد شده از متلاشی شدن اتم ، هسته‌های دیگر را متلاشی می‌کنند. زمان برخورد و متلاشی شدن این هسته‌ها بسیار کوتاه است (کمتر از میلیاردم ثانیه ! ) هنگامی که یک هسته متلاشی می‌شود، مقدار زیادی گرما و تشعشع گاما آزاد می‌کند. مقدار انرژی موجود در یک پوند اورانیوم معادل یک میلیون گالن بنزین است! در طراحی بمب‌های شکافت هسته‌ای، اغلب از دو شیوه استفاده می‌شود: روش رها کردن گلوله: در این روش یک گلوله حاوی اورانیوم 235 بالای یک گوی حاوی اورانیوم (حول دستگاه مولد نوترون) قرار دارد. هنگامی که این بمب به زمین اصابت می‌کند، رویدادهای زیر اتفاق می‌افتد: 1- مواد منفجره پشت گلوله منفجر می‌شوند و گلوله به پائین می‌افتد. 2- گلوله به کره برخورد می‌کند و واکنش شکافت هسته‌ای رخ می‌دهد. 3- بمب منفجر می‌شود. در بمب هیروشیما از این روش استفاده شده بود. نحوه انفجار این بمب در شکل زیر نمایش داده شده است: روش انفجار از داخل: در این روش که انفجار در داخل گوی صورت می‌گیرد، پلونیم 239 قابل انفجار توسط یک گوی حاوی اورانیوم 238 احاطه شده است. هنگامی که مواد منفجره داخلی آتش گرفت رویدادهای زیر اتفاق می‌افتد: 1- مواد منفجره روشن می‌شوند و یک موج ضربه‌ای ایجاد می‌کنند. 2- موج ضربه‌ای، پلوتونیم را به داخل کره می‌فرستد. 3- هسته مرکزی منفجر می‌شود و واکنش شکافت هسته‌ای رخ می‌دهد. 4- بمب منفجر می‌شود. بمبی که در ناکازاکی منفجر شد، از این شیوه استفاده کرده بود. نحوه انفجار این بمب، در شکل زیر نمایش داده شده است.

تحقیق. مزایای انرژی هسته ای

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 6

مزایای انرژی هسته ای    انرژی هسته ای جایگزینی بی خطر، پاک و ارزان برای تولید برق ارایه می کند و نباید اجازه داد اطلاع رسانی غلط و تاکتیک های ایجاد رعب و وحشت در مردم بر بکارگیری صحیح از این انرژی تأثیر منفی بگذارد. پایگاه اینترنتی دانشگاه پیتزبورگ در مقاله ای به قلم برنارد کوهن، محقق و استاد دانشگاه با بیان این مطلب به بررسی مزیت های انرژی هسته ای پرداخته و می نویسد.    یکی از مزیت های مهم سوخت هسته ای این است که این سوخت مانع بروز انواع متعدد مشکلات زیست محیطی می شود که بر اثر سوخت های فسیلی (زغال سنگ) نفت و گاز ایجاد می شود.    از مهمترین مشکلات ناشی از سوخت های فسیلی که بیشترین توجه را به خود جلب کرده است گرم شدن زمین و تغییر آب و هوا و همچنین بارش باران های اسیدی است که آثار مخربی بر جنگل ها و ابزیان برجا گذاشته است.    این نویسنده می افزاید: آلودگی هایی که هر سال هزاران نفر را به گام مرگ فرو می برد پیامدهای منفی ناشی از حفاری های گسترده زغال سنگ و نشت نفت در آب های جهان است.    کوهن یادآور می شود که گرم شدن زمین موضوع کنفرانس های بین المللی مختلفی بوده است که همگی به لزوم کاهش انتشار دی اکسید کربن تأکید کرده اند.    سوزاندن سوخت های فسیلی موجب تولید حجم زیادی دی اکسید کربن می شود که همین امر موجب افزایش دمای زمین می شود.    برآوردها از میزان افزایش دمای زمین و پیامدهای آن متفاوت است اما نهایتاً اهمیت آثار آن را نمی توان از نظر دور داشت.    این مقاله می افزاید: از آنجائی که کشاورزی نیز به تغییرات آب و هوایی بسیار حساس است این امر موجب تغییر نوع محصولات قابل کشت در نواحی مختلف می شود.    تغییرات آب و هوایی مشکلاتی را هم در عادات دام نظیر عادات تولید مثلی پدید می آورد.    در نهایت آب شدن یخ های قطبی موجب بالا آمدن سطح آب دریا و افزایش جاری شدن سیل می شود و همچنین موجبات نفوذ آب شور به منابع آب شهری و آلودگی آب های زیر زمینی را فراهم می کند.    تغییر الگوهای طوفان، بارش باران و وزش باد از دیگر پیامدهای مهم تغییر آب و هوای زمین به شمار می رود.    سوزاندن سوخت های فسیلی موجب تولید حجم انبوهی دی اکسید سولفورو اکسید نیتروژن می شود. این گازها در ترکیب با رطوبت موجود در هوا، اسیدهایی را به وجود می آورند که همراه باران بر زمین فرو می ریزد.    آثار این باران های اسیدی، پیچیده و نتیجه گیری درباره آنها بحث انگیز است اما شواهد محکمی وجود دارد که در برخی مناطق باران های اسیدی دریاچه ها را برای ماهی ها غیر قابل زندگی ساخته و به جنگل ها به شدت آسیب زده است.    مشکلات ناشی از باران های اسیدی مسایلی را نیز در عرصه سیاسی به وجود آورده است.    مثلاً فعالیت نیروگاه های برق ایالات مرکزی آمریکا که مجهز به زغال سنگ هستند موجب بارش باران های اسیدی در شرق کانادا شده است. این موضوع اکنون یکی از عمده علل مشکلات اخیر در روابط کانادا و آمریکا به شمار می رود.    مشابه این وضع در اروپا نیز وجود دارد. آلاینده های ناشی از سوخت زغال سنگ انگلیس در حال از بین بردن دریاچه ها و جنگل های آلمان و کشورهای اسکاندیناوی است.    برناردکوهن می نویسد: وضع نامناسب سلامت بشر امروز بهایی است که در استفاده از سوخت های فسیلی می پردازیم.    مطالعات گسترده ای برای محدود کردن آثار زیانبار آلودگی هوا بر انسان صورت گرفته است اما توفیق برای دستیابی به این هدف بسیار اندک بوده است.    این مشکل با درک این واقعیت پیچیده می شود که این آثار زیانبار به تدریج طی سال ها یا دهه ها ایجاد می شود.    آلودگی هوا طی سال ها سیستم ایمنی بدن و توانایی را در مقابله با بیماری های مختلف ضعیف می کند.    تغییر دادن برنامه های فعلی و استفاده از انرژی هسته ای به جای سوخت های فسیلی می تواند از این عوارض نامطلوب جلوگیری کند.    زیان های ناشی از غیبت نیروی کار یا کاهش توانمندی آن بر اثر بیماری های مختلف حاصل از آلودگی هوا نیز مسائلی هستند که می تواند بطور غیرمستقیم بر اقتصاد یک کشور اثر بگذارد.    کوهن سپس تحت عنوان «انرژی هسته ای جایگزین ایمن و پاک» در این مقاله می نویسد:    جامعه هسته ای آمریکا در تحقیقاتی فواید انرژی هسته ای را اینگونه بررسی می کند که جمعیت زمین رو به افزایش است بنابراین نیاز به برق نیز افزایش خواهد یافت. رایانه (تلویزیون) مایکوویو و وسایل برقی بسیاری، امروزه به عنوان وسایل ضروری زندگی شناخته می شوند.    همه روش های تولید برق معایبی دارند. با گرم شدن زمین باید به دنبال راه هایی برای کاهش استفاده از سوخت های فسیلی باشیم چرا که راه های مختلفی برای تولید برق بدون انتشار آلاینده ها وجود دارد که معقول ترین روش در حال حاضر انرژی هسته ای است.    فقط در آمریکا هر سال 30 هزار نفر بر اثر آلاینده های حاصل از سوخت های فسیلی جان می بازند.    از مهمترین مزیت های سوخت هسته ای این است که سوخت هسته ای را می توان بازفراوری کرد و زباله های هسته ای را می شود با درنظرگرفتن تدابیر امنیتی دفن کرد.    کوهن می نویسد: برخی کارشناسان توسعه بهره گیری از انرژی خورشیدی را پیشنهاد می کنند. مشکل عمده در این روش اتکای آن به هواست. خورشید همیشه و در زمانی که نیاز به انرژی بسیار بالاست، نمی درخشد. مشکل دیگر این است که سلول های فوتو ولتانیک نمی توانند به جریان مستقیم برق تبدیل شوند. برخی دیگر احداث بیشتر نیروگاه های برق متکی به سوخت زغال سنگ را پیشنهاد کرده اند.    منابع زغال سنگ تا 400 سال دیگر کافی است اما سوخت زغال سنگ موجب انتشار گازهای سمی سولفور و اکسید نیتروژن می شود.    در این بین انرژی هسته ای تنها راه باقی مانده و روشی است که برآورد می شود در آینده در دسترس خواهد بود.    این امر کشورها را از اتکا به منابع انرژی خارجی بی نیاز می کند. به هر حال همه روش های تولید انرژی موافقان و مخالفانی دارد. در این بین باید تصمیمی صحیح برای تأمین نیاز آیندگان به انرژی اتخاد شود. کشورهای مختلف جهان اکنون به روش های گوناگونی نیاز انرژی خود را تأمین می کنند.    آمریکا برای تولید هفتاددرصد برق خود از سوخت های فسیلی و عمدتاً زغال سنگ و گاز طبیعی استفاده می کند.    انرژی هسته ای فقط 19 درصد و سدهای هیدروالکتریکی یازده درصد دیگر این نیاز را برآورده می کنند. برخلاف آمریکا کشورهای دیگر به خوبی مزایای انرژی هسته ای را درک کرده اند.    فرانسه از انرژی هسته ای برای تولید 77 درصد برق خود استفاده می کند. 35 نیروگاه برق هسته ای اکنون در سراسر دنیا در حال ساخت است که بیست و چهار مورد آن در آسیا است.    در همین حال از چهارصدو چهل و دو نیروگاه برق هسته ای که در 32 کشور جهان فعال است چرنوبیل تنها حادثه ای است که در سابقه استفاده از انرژی هسته ای ثبت شده است.    انرژی هسته ای هیچ گاز یا فلز سمی بر محیط زیست نمی افزاید و برخلاف سدهای هیدروالکتریکی

آشنایی با بعضی از کاربردهای انرژی هسته ای 30ص

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 31

آشنایی با بعضی از کاربردهای انرژی هسته ای

استفاده از انرژی هسته ای، یکی از اقتصادی ترین شیوه ها در دنیای صنعتی است و گستره عظیمی از کاربردهای مختلف، شامل تولید برق هسته ای، تشخیص و درمان بسیاری از بیماریها، کشاورزی و دامداری، کشف منابع آب و ... را در بر می گیرد.

انرژی هسته ای در مجموع، مانند یکی از انرژی های موجود در جهان مثل انرژی بادی، آبی، گاز و نفت و ... است، اما در مقایسه با آنها جزو انرژی های پایان ناپذیر شمرده می شود، که از نظر میزان تولید انرژی پاسخگوی نیازهای بشر خواهد بود. یعنی انرژی حاصل از تبدیل ماده به انرژی برابر است با جرم ماده ضرب در سرعت نور به توان 2 که نشان دهنده انرژی زیاد حاصل از تبدیل مقدار کمی ماده به انرژی است.

انرژی هسته ای کاربردهای متعددی دارد که در یک تقسیم بندی کلی میتوان آن را به نظامی و غیرنظامی یا صلح جویانه تقسیم کرد. تولید برق، یکی از نیازهای روزمره و فوق العاده تأثیر گذار بر زندگی مردم است که اگر با صرفه اقتصادی بیشتر و آلودگی هرچه کمتر زیست محیطی همراه باشد به یقین خواهد توانست در اقتصاد کشور نقش بسزایی ایفا کند. انرژی هسته ای که از این دو شاخصه مهم برخوردار است، می تواند در این زمینه به کمک نیروگاه ها آمده و جهان را از بحران محدودیت منابع فسیلی رهایی بخشد. به همین دلیل، نیروگاه برق اتمی، اقتصادی ترین نیروگاهی است که امروزه در دنیا احداث می شود.

یکی از روشهای تشخیصی و درمانی ارزشمند در طب، پزشکی هسته ای است که در آن از ایزوتوپهای رادیو اکتیو (رادیو ایزوتوپ) برای پیشگیری، تشخیص و درمان بیماریها استفاده می شود. گفتنی است از رادیو ایزوتوپ ها 60 سال است که برای شناسایی و درمان بیماریها استفاده می شود. با کشف شیوه های درمانی بیشتر و پیشرفت این راهها استفاده از رادیو ایزوتوپ هم گسترده تر شده است.

پرتودهی مواد غذایی، عبارت است از قرار دادن ماده غذایی در مقابل مقدار مشخصی پرتو گاما، به منظور جلوگیری از جوانه زنی بعضی محصولات غذایی مانند پیاز و سیب زمینی و همچنین کنترل آفات انباری، کاهش بار میکربی و قارچی بعضی از محصولات مانند زعفران و ادویه و تأخیر در رسیدن بعضی میوه ها به منظور افزایش زمان نگهداری آنها ..... در بخش کودها مطالعات مربوط به تغذیه گیاهی نیز از این روش استفاده می شود مانند نحوه جذب کودها و عناصر و ... .

با استفاده از تکنیک پرتوتابی هسته ای می توان تغییرات ژنتیکی مورد نظر را برای اصلاح محصول در توده های گیاهی به کار برد. برای نمونه کشور پاکستان که بیابان های وسیع و زمین های بایر فراوانی دارد، از راه کشاورزی هسته ای، ارقام پرمحصولی از گیاهان را در همین مناطق پرورش داده است.

نقش تکنیک های هسته ای در پیشگیری، کنترل و تشخیص بیماریهای دامی، نقش تکنیک های هسته ای در تولید مثل دام، نقش تکنیک های هسته ای در تغذیه دام، نقش تکنیک های هسته ای در اصلاح نژاد دام، نقش تکنیک های هسته ای در بهداشت و ایمنی محصولات دامی و خوراک دام.

کاربرد تکنیک های هسته ای در مدیریت منابع آب همان بهبود دسترسی به منابع آب جهان، یکی از زمینه های بسیار مهم توسعه شناخته شده است. بیش از یک ششم جمعیت جهان در مناطقی زندگی می کنند که دسترسی مناسب به آب آشامیدنی بهداشتی ندارند. تکنیک های هسته ای برای شناسایی حوزه های آبخیز زیرزمینی، هدایت آبهای سطحی و زیرزمینی، کشف و کنترل آلودگی و کنترل نشت و ایمنی سدها به کار می رود. از این تکنیک ها، برای شیرین کردن آب شور و آب دریا نیز استفاده می شود.

نمونه هایی برای طرح کاربرد انرژی هسته ای در بخش صنعت عبارتند از: تهیه و تولید چشمه های پرتوزایی کبالت برای مصارف صنعتی، تولید چشمه های ایریدیم برای کاربردهای صنعتی و بررسی جوشکاری در لوله های نفت و گاز، تولید چشمه های پرتوزا برای کاربردهای مختلف در علوم و صنعت از قبیل طراحی و ساخت انواع سیستم های هسته ای برای کاربردهای صنعتی مانند سیستم های سطح سنجی، ضخامت سنجی، چگالی سنجی و نظایر آن، اندازه گیری زغال سنگ، بررسی کوره های مذاب شیشه سازی برای تعیین اشکالات آنها، نشت یابی در لوله های انتقال نفت با استفاده از تکنیک هسته ای و ... .

انرژی هسته ای و کاربرد آن در کشاورزی

در تامین غذا برای چنین جمعیت در حال رشدی، کشت گیاهان زراعتی گندم(گیاه تک لپه) و لوبیا (گیاه دو لپه) به دلیل دارابودن ارزش غذایی بالا اهمیت ویژه أی پید کرده است.

● اثر مقادیر مختلف پرتو گاما بر روی رشد و نمو گیاه تک لپه گندم و دو لپه لوبیا

افزایش روز افزون جمعیت بشری یکی از معضلات دنیای متمدن امروزی است که خود مشکلات جدیدی از جمله کمبود مواد غذایی در اکثر نقاط جهان و بخصوص کشورهای در حال توسعه به همراه داشته است.

در تامین غذا برای چنین جمعیت در حال رشدی، کشت گیاهان زراعتی گندم(گیاه تک لپه) و لوبیا (گیاه دو لپه) به دلیل دارابودن ارزش غذایی بالا اهمیت ویژه أی پید کرده است. در این تحقیق با استفاده از تیمار بذرهای گندم(رقم مهدوی) و لوبیا (رقم لوبیا سفید دانشکده) و مقادیر مختلف پرتو گاما (صفر، ۵۰، ۱۰۰، ۱۵۰، ۲۰۰، ۲۵۰، ۳۰۰، ۳۵۰، ۴۰۰ گری) تغییرات مورفولوژیکی و برخی از پارمترهای رشد (ارتفاع گیاه، سطح برگ، تعداد برگ، وزن تر و خشک اندام هوایی، وزن خاکستر اندام هوایی، مقدار خاکستر اندام هوایی، خاکستر اندام هوایی، مقدار فسفر و پتاسیم گیاه، تعداد سنبله و تعداد دانه در هر گیاه، وزن دانه، درصد جوانه زنی و رشد بذر) مطالعه گردید. برای هر تیمار مذکور سه تکرار در نظر گرفته شد و در هر تکرار(هرگلدان) پانزده بذر کاشته شد. قبل از اعمال هر تیمار بذرها به دو گروه خشک و مرطوب تقسیم بندی شدند. میزان رطوبت در بذرهای گندم بین ۱۴-۱۲ درصد و در لوبیا بین ۵/۱۳-۱۳ درصد در نظر گرفته شد. شرایط کاشت و آبیاری در هر یک از ارقام مورد آزمایش یکسان در نظر گرفته شد.

پس از رشد گیاهان نسل والد و تولید خوشه (در گندم) و لگوم(در لوبیا) بذرهای حاصل از آنها بدون اینکه عملیات پرتوتابی راپشت سر بگذارند، در شرایطی همانند والدین کاشته شدند. در گیاهان نسل M۱ نیز تغییرات مورفولوژیکی و برخی از پارامترهای رشد بررسی گردید.

در تمام صفات مورد مطالعه با افزایش مقدار پر تو، پارامترهای رشد کاهش می یابد. به نظر می رسد که در مقادیر بالا پرتو شدت نقص های کروموزومی و فیزیولوژیکی بیشتر شده باشد. از جمله تغییرات مورفولوژیکی در گندم باریک شدن برگها و کوتاه شدن میانگره ها رامی توان ذکر کرد که در مقادیر ۱۵۰ و ۳۰۰ گری پرتو گاما در نسلهای M و M۱مشاهده می شود. این تغییرات در گیاهان حاصل از بذرهای مرطوب لوبیا به صورت تقسیم لپه به سه یا چهار قسمت با اندازه نامساوی، تغییر شکل برگی، رشد نامتعادل پهنک و کلروز برگی در مقادیر ۲۵۰ تا ۳۰۰ گری در گیاهان حاصل از بذرهای خشک در مقادیر ۵۰ گری پرتو گاما نمایان است.

مطالعه پارامترهای رشد در گیاهان نسل M گندم و لوبیا نشان می دهد که مقادیر ۱۰۰ و ۱۵۰ گری پرتو گاما موجب افزایش عملکرد گیاه می گردد. مطالعه پارامترهای رشد در گیاهان M۱ و

مقاله 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

آشنایی با بعضی از کاربردهای انرژی هسته ای 30ص

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 31

آشنایی با بعضی از کاربردهای انرژی هسته ای

استفاده از انرژی هسته ای، یکی از اقتصادی ترین شیوه ها در دنیای صنعتی است و گستره عظیمی از کاربردهای مختلف، شامل تولید برق هسته ای، تشخیص و درمان بسیاری از بیماریها، کشاورزی و دامداری، کشف منابع آب و ... را در بر می گیرد.

انرژی هسته ای در مجموع، مانند یکی از انرژی های موجود در جهان مثل انرژی بادی، آبی، گاز و نفت و ... است، اما در مقایسه با آنها جزو انرژی های پایان ناپذیر شمرده می شود، که از نظر میزان تولید انرژی پاسخگوی نیازهای بشر خواهد بود. یعنی انرژی حاصل از تبدیل ماده به انرژی برابر است با جرم ماده ضرب در سرعت نور به توان 2 که نشان دهنده انرژی زیاد حاصل از تبدیل مقدار کمی ماده به انرژی است.

انرژی هسته ای کاربردهای متعددی دارد که در یک تقسیم بندی کلی میتوان آن را به نظامی و غیرنظامی یا صلح جویانه تقسیم کرد. تولید برق، یکی از نیازهای روزمره و فوق العاده تأثیر گذار بر زندگی مردم است که اگر با صرفه اقتصادی بیشتر و آلودگی هرچه کمتر زیست محیطی همراه باشد به یقین خواهد توانست در اقتصاد کشور نقش بسزایی ایفا کند. انرژی هسته ای که از این دو شاخصه مهم برخوردار است، می تواند در این زمینه به کمک نیروگاه ها آمده و جهان را از بحران محدودیت منابع فسیلی رهایی بخشد. به همین دلیل، نیروگاه برق اتمی، اقتصادی ترین نیروگاهی است که امروزه در دنیا احداث می شود.

یکی از روشهای تشخیصی و درمانی ارزشمند در طب، پزشکی هسته ای است که در آن از ایزوتوپهای رادیو اکتیو (رادیو ایزوتوپ) برای پیشگیری، تشخیص و درمان بیماریها استفاده می شود. گفتنی است از رادیو ایزوتوپ ها 60 سال است که برای شناسایی و درمان بیماریها استفاده می شود. با کشف شیوه های درمانی بیشتر و پیشرفت این راهها استفاده از رادیو ایزوتوپ هم گسترده تر شده است.

پرتودهی مواد غذایی، عبارت است از قرار دادن ماده غذایی در مقابل مقدار مشخصی پرتو گاما، به منظور جلوگیری از جوانه زنی بعضی محصولات غذایی مانند پیاز و سیب زمینی و همچنین کنترل آفات انباری، کاهش بار میکربی و قارچی بعضی از محصولات مانند زعفران و ادویه و تأخیر در رسیدن بعضی میوه ها به منظور افزایش زمان نگهداری آنها ..... در بخش کودها مطالعات مربوط به تغذیه گیاهی نیز از این روش استفاده می شود مانند نحوه جذب کودها و عناصر و ... .

با استفاده از تکنیک پرتوتابی هسته ای می توان تغییرات ژنتیکی مورد نظر را برای اصلاح محصول در توده های گیاهی به کار برد. برای نمونه کشور پاکستان که بیابان های وسیع و زمین های بایر فراوانی دارد، از راه کشاورزی هسته ای، ارقام پرمحصولی از گیاهان را در همین مناطق پرورش داده است.

نقش تکنیک های هسته ای در پیشگیری، کنترل و تشخیص بیماریهای دامی، نقش تکنیک های هسته ای در تولید مثل دام، نقش تکنیک های هسته ای در تغذیه دام، نقش تکنیک های هسته ای در اصلاح نژاد دام، نقش تکنیک های هسته ای در بهداشت و ایمنی محصولات دامی و خوراک دام.

کاربرد تکنیک های هسته ای در مدیریت منابع آب همان بهبود دسترسی به منابع آب جهان، یکی از زمینه های بسیار مهم توسعه شناخته شده است. بیش از یک ششم جمعیت جهان در مناطقی زندگی می کنند که دسترسی مناسب به آب آشامیدنی بهداشتی ندارند. تکنیک های هسته ای برای شناسایی حوزه های آبخیز زیرزمینی، هدایت آبهای سطحی و زیرزمینی، کشف و کنترل آلودگی و کنترل نشت و ایمنی سدها به کار می رود. از این تکنیک ها، برای شیرین کردن آب شور و آب دریا نیز استفاده می شود.

نمونه هایی برای طرح کاربرد انرژی هسته ای در بخش صنعت عبارتند از: تهیه و تولید چشمه های پرتوزایی کبالت برای مصارف صنعتی، تولید چشمه های ایریدیم برای کاربردهای صنعتی و بررسی جوشکاری در لوله های نفت و گاز، تولید چشمه های پرتوزا برای کاربردهای مختلف در علوم و صنعت از قبیل طراحی و ساخت انواع سیستم های هسته ای برای کاربردهای صنعتی مانند سیستم های سطح سنجی، ضخامت سنجی، چگالی سنجی و نظایر آن، اندازه گیری زغال سنگ، بررسی کوره های مذاب شیشه سازی برای تعیین اشکالات آنها، نشت یابی در لوله های انتقال نفت با استفاده از تکنیک هسته ای و ... .

انرژی هسته ای و کاربرد آن در کشاورزی

در تامین غذا برای چنین جمعیت در حال رشدی، کشت گیاهان زراعتی گندم(گیاه تک لپه) و لوبیا (گیاه دو لپه) به دلیل دارابودن ارزش غذایی بالا اهمیت ویژه أی پید کرده است.

● اثر مقادیر مختلف پرتو گاما بر روی رشد و نمو گیاه تک لپه گندم و دو لپه لوبیا

افزایش روز افزون جمعیت بشری یکی از معضلات دنیای متمدن امروزی است که خود مشکلات جدیدی از جمله کمبود مواد غذایی در اکثر نقاط جهان و بخصوص کشورهای در حال توسعه به همراه داشته است.

در تامین غذا برای چنین جمعیت در حال رشدی، کشت گیاهان زراعتی گندم(گیاه تک لپه) و لوبیا (گیاه دو لپه) به دلیل دارابودن ارزش غذایی بالا اهمیت ویژه أی پید کرده است. در این تحقیق با استفاده از تیمار بذرهای گندم(رقم مهدوی) و لوبیا (رقم لوبیا سفید دانشکده) و مقادیر مختلف پرتو گاما (صفر، ۵۰، ۱۰۰، ۱۵۰، ۲۰۰، ۲۵۰، ۳۰۰، ۳۵۰، ۴۰۰ گری) تغییرات مورفولوژیکی و برخی از پارمترهای رشد (ارتفاع گیاه، سطح برگ، تعداد برگ، وزن تر و خشک اندام هوایی، وزن خاکستر اندام هوایی، مقدار خاکستر اندام هوایی، خاکستر اندام هوایی، مقدار فسفر و پتاسیم گیاه، تعداد سنبله و تعداد دانه در هر گیاه، وزن دانه، درصد جوانه زنی و رشد بذر) مطالعه گردید. برای هر تیمار مذکور سه تکرار در نظر گرفته شد و در هر تکرار(هرگلدان) پانزده بذر کاشته شد. قبل از اعمال هر تیمار بذرها به دو گروه خشک و مرطوب تقسیم بندی شدند. میزان رطوبت در بذرهای گندم بین ۱۴-۱۲ درصد و در لوبیا بین ۵/۱۳-۱۳ درصد در نظر گرفته شد. شرایط کاشت و آبیاری در هر یک از ارقام مورد آزمایش یکسان در نظر گرفته شد.

پس از رشد گیاهان نسل والد و تولید خوشه (در گندم) و لگوم(در لوبیا) بذرهای حاصل از آنها بدون اینکه عملیات پرتوتابی راپشت سر بگذارند، در شرایطی همانند والدین کاشته شدند. در گیاهان نسل M۱ نیز تغییرات مورفولوژیکی و برخی از پارامترهای رشد بررسی گردید.

در تمام صفات مورد مطالعه با افزایش مقدار پر تو، پارامترهای رشد کاهش می یابد. به نظر می رسد که در مقادیر بالا پرتو شدت نقص های کروموزومی و فیزیولوژیکی بیشتر شده باشد. از جمله تغییرات مورفولوژیکی در گندم باریک شدن برگها و کوتاه شدن میانگره ها رامی توان ذکر کرد که در مقادیر ۱۵۰ و ۳۰۰ گری پرتو گاما در نسلهای M و M۱مشاهده می شود. این تغییرات در گیاهان حاصل از بذرهای مرطوب لوبیا به صورت تقسیم لپه به سه یا چهار قسمت با اندازه نامساوی، تغییر شکل برگی، رشد نامتعادل پهنک و کلروز برگی در مقادیر ۲۵۰ تا ۳۰۰ گری در گیاهان حاصل از بذرهای خشک در مقادیر ۵۰ گری پرتو گاما نمایان است.

مطالعه پارامترهای رشد در گیاهان نسل M گندم و لوبیا نشان می دهد که مقادیر ۱۰۰ و ۱۵۰ گری پرتو گاما موجب افزایش عملکرد گیاه می گردد. مطالعه پارامترهای رشد در گیاهان M۱ و