دانلود تحقیق ساختار نیروگاه های اتمی جهان
| دسته بندی | فیزیک |
| فرمت فایل | doc |
| حجم فایل | 386 کیلو بایت |
| تعداد صفحات فایل | 45 |
برحسب نظریه اتمی عنصر عبارت است از یک جسم خالص ساده که با روش های شیمیایی نمی توان آن را تفکیک کرد. از ترکیب عناصر با یکدیگر اجسام مرکب به وجود می آیند. تعداد عناصر شناخته شده در طبیعت حدود ۹۲ عنصر است.
هیدروژن اولین و ساده ترین عنصر و پس از آن هلیم، کربن، ازت، اکسیژن و... فلزات روی، مس، آهن، نیکل و... و بالاخره آخرین عنصر طبیعی به شماره ۹۲، عنصر اورانیوم است. بشر توانسته است به طور مصنوعی و به کمک واکنش های هسته ای در راکتورهای اتمی و یا به کمک شتاب دهنده های قوی بیش از ۲۰ عنصر دیگر بسازد که تمام آن ها ناپایدارند و عمر کوتاه دارند و به سرعت با انتشار پرتوهایی تخریب می شوند. اتم های یک عنصر از اجتماع ذرات بنیادی به نام پرتون، نوترون و الکترون تشکیل یافته اند. پروتون بار مثبت و الکترون بار منفی و نوترون فاقد بار است.
تعداد پروتون ها نام و محل قرار گرفتن عنصر را در جدول تناوبی (جدول مندلیف مشخص می کند. اتم هیدروژن یک پروتون دارد و در خانه شماره ۱ جدول و اتم هلیم در خانه شماره ۲ ، اتم سدیم در خانه شماره ۱۱ و... و اتم اورانیوم در خانه شماره ۹۲ قرار دارد. یعنی دارای ۹۲ پروتون است .
ایزوتوپ های اورانیوم
تعداد نوترون ها در اتم های مختلف یک عنصر همواره یکسان نیست که برای مشخص کردن آنها از کلمه ایزوتوپ استفاده می شود. بنابراین اتم های مختلف یک عنصر را ایزوتوپ می گویند . مثلاً عنصر هیدروژن سه ایزوتوپ دارد: هیدروژن معمولی که فقط یک پروتون دارد و فاقد نوترون است. هیدروژن سنگین یک پروتون و یک نوترون دارد که به آن دوتریم گویند و نهایتاً تریتیم که از دو نوترون و یک پروتون تشکیل شده و ناپایدار است و طی زمان تجزیه می شود .
ایزوتوپ سنگین هیدروژن یعنی دوتریم در نیروگاه های اتمی کاربرد دارد و از الکترولیز آب به دست می آید. در جنگ دوم جهانی آلمانی ها برای ساختن نیروگاه اتمی و تهیه بمب اتمی در سوئد و نروژ مقادیر بسیار زیادی آب سنگین تهیه کرده بودند که انگلیسی ها متوجه منظور آلمانی ها شده و مخازن و دستگاه های الکترولیز آنها را نابود کردند .
غالب عناصر ایزوتوپ دارند از آن جمله عنصر اورانیوم، چهار ایزوتوپ دارد که فقط دو ایزوتوپ آن به علت داشتن نیمه عمر نسبتاً بالا در طبیعت و در سنگ معدن یافت می شوند. این دو ایزوتوپ عبارتند از اورانیوم ۲۳۵ و اورانیوم ۲۳۸ که در هر دو ۹۲ پروتون وجود دارد ولی اولی ۱۴۳ و دومی ۱۴۶ نوترون دارد. اختلاف این دو فقط وجود ۳ نوترون اضافی در ایزوتوپ سنگین است ولی از نظر خواص شیمیایی این دو ایزوتوپ کاملاً یکسان هستند و برای جداسازی آنها از یکدیگر حتماً باید از خواص فیزیکی آنها یعنی اختلاف جرم ایزوتوپ ها استفاده کرد. ایزوتوپ اورانیوم ۲۳۵ شکست پذیر است و در نیروگاه های اتمی از این خاصیت استفاده می شود و حرارت ایجاد شده در اثر این شکست را تبدیل به انرژی الکتریکی می نمایند. در واقع ورود یک نوترون به درون هسته این اتم سبب شکست آن شده و به ازای هر اتم شکسته شده ۲۰۰ میلیون الکترون ولت انرژی و دو تکه شکست و تعدادی نوترون حاصل می شود که می توانند اتم های دیگر را بشکنند. بنابراین در برخی از نیروگاه ها ترجیح می دهند تا حدی این ایزوتوپ را در مخلوط طبیعی دو ایزوتوپ غنی کنند و بدین ترتیب مسئله غنی سازی اورانیوم مطرح می شود .
ساختار نیروگاه اتمی
به طور خلاصه چگونگی کارکرد نیروگاه های اتمی را بیان کرده و ساختمان درونی آنها را مورد بررسی قرار می دهیم .
طی سال های گذشته اغلب کشورها به استفاده از این نوع انرژی هسته ای تمایل داشتند و حتی دولت ایران ۱۵ نیروگاه اتمی به کشورهای آمریکا، فرانسه و آلمان سفارش داده بود. ولی خوشبختانه بعد از وقوع دو حادثه مهم تری میل آیلند (Three Mile Island) در ۲۸ مارس ۱۹۷۹ و فاجعه چرنوبیل (Tchernobyl) در روسیه در ۲۶ آوریل ۱۹۸۶ ، نظر افکار عمومی نسبت به کاربرد اتم برای تولید انرژی تغییر کرد و ترس و وحشت از جنگ اتمی و به خصوص امکان تهیه بمب اتمی در جهان سوم، کشورهای غربی را موقتاً مجبور به تجدیدنظر در برنامه های اتمی خود کرد .
نیروگاه اتمی در واقع یک بمب اتمی است که به کمک میله های مهارکننده و خروج دمای درونی به وسیله مواد خنک کننده مثل آب و گاز، تحت کنترل درآمده است. اگر روزی این میله ها و یا پمپ های انتقال دهنده مواد خنک کننده وظیفه خود را درست انجام ندهند، سوانح متعددی به وجود می آید و حتی ممکن است نیروگاه نیز منفجر شود، مانند فاجعه نیروگاه چرنوبیل شوروی. یک نیروگاه اتمی متشکل از مواد مختلفی است که همه آنها نقش اساسی و مهم در تعادل و ادامه حیات آن را دارند. این مواد عبارت اند از :
1- ماده سوخت متشکل از اورانیوم طبیعی، اورانیوم غنی شده، اورانیوم و پلوتونیم است .
عمل سوختن اورانیوم در داخل نیروگاه اتمی متفاوت از سوختن زغال یا هر نوع سوخت فسیلی دیگر است. در این پدیده با ورود یک نوترون کم انرژی به داخل هسته ایزوتوپ اورانیوم ۲۳۵ عمل شکست انجام می گیرد و انرژی فراوانی تولید می کند. بعد از ورود نوترون به درون هسته اتم، ناپایداری در هسته به وجود آمده و بعد از لحظه بسیار کوتاهی هسته اتم شکسته شده و تبدیل به دوتکه شکست و تعدادی نوترون می شود. تعداد متوسط نوترون ها به ازای هر ۱۰۰ اتم شکسته شده ۲۴۷ عدد است و این نوترون ها اتم های دیگر را می شکنند و اگر کنترلی در مهار کردن تعداد آنها نباشد واکنش شکست در داخل توده اورانیوم به صورت زنجیره ای انجام می شود که در زمانی بسیار کوتاه منجر به انفجار شدیدی خواهد شد .
به طور خلاصه چگونگی کارکرد نیروگاه های اتمی را بیان کرده و ساختمان درونی آنها را مورد بررسی قرار می دهیم .
دانلود تحقیق کشف انرژی اتمی
| دسته بندی | فنی و مهندسی |
| فرمت فایل | doc |
| حجم فایل | 28 کیلو بایت |
| تعداد صفحات فایل | 24 |
کشف انرزی هسته ای یکی از مهمترین و اثر گذارترین کشفیات بشر در طول تاریخ است. در سال 1927 میلادی ، « آلبرت انیشتن » با طرح فرمولی ثابت نمود که « اگر اتم شکافته شود ، انرژی عظیمی ایجاد می شود.» دوشیوه بنیادی برای آزادسازی یک اتم وجود دارد: در روش «شکافت هسته ای» هسته اتم را با یک «نوترون» به دو جزء کوچک تر تقسیم می شود. نظیر اقدامی که در مورد ایزوتوپ های اورانیوم (یعنی اورانیوم 235 و 233) انجام می شود. و در روش دوم که به «همجوشی هسته ای » مشهور است ؛ با استفاده از دو اتم کوچک تر که معمولا هیدروزه یا ایزوتوپ های هیدروژن (مانند دو تریوم و ترتیوم ) هستند ، یک اتم بزرگ تر مثل هلیوم یا ایزوتوپ های آن را تشکیل می شود. این فرایند در خورشید برای تولید انرزی به کار می رود.[1]
علی رغم اهمیت این کشف از همان آغاز سوء استفاده قدرت های جهان از آن نگرانی عمیقی را در سطح جهان پدید آورد ؛ با فاصله اندکی آمریکایی‌ها برای نخستین بار به طور کاملاً سری در صحرای “نوادا” انفجار هستهای را آزمایش کردند. در جنگ جهانی دوم هم هواپیمای ده تنی دبلیو به خلبانی سرگرد “کنراد” بمبی را که نام آن “Litell boy” بود در هیروشیمای ژاپن منفجر کردند که این بمب در 8 متری زمین منفجر شد و 120 هزار نفر را جزغاله کرد.
انرژی هسته ایی به زبان ساده
به نظر عجیب می رسد که یک نیروگاه هسته ای نزدیک نیروگاه بزرگ زغال سوز از توربینهای بخاری برای حرکت الترناتورها وتولیدالکتریسیته استفاده کند.در صورتی که تنها تفاوت در نوع منبع تولید حرارت انهاست.در مرکز هر نیروگاه هستهای یک راکتور قرار دارد.راکتور ظرف بزرگی است که در ان گرما به مقدار بسیار زیاد در اثر واکنشهایی به نام شکافت هسته تولید می شود.گرمای حاصل از شکافت هسته برای تولید بخار و حرکت تور بینها به کار می رود.
برای درک پدیده شکافت هسته لازم است که اطلاعاتی درباره خود اتم داشته باشیم.
اجسام از اتمهایی ساخته شده است . اتمها آن اندازه کوچکند که نمی توان آنها را دید. در یک قطره آب میلیونها اتم وجود دارد. مدتها دانشمندان بر این باور بودند که اتم کوچکترین جزئی است که وجود دارد واژه اتم یک کلمه یونانی است به معنی تجزیه ناپذیر که نمی توان آن را تقسیم کرد. بهرحال در سال 1905 آلبرت انیشتین نظریه مشهوری را اعلام کرد او گفت: که اگر اتمی را بتوانیم به روشی تغییر دهیم و یا بشکافیم مقدار بسیار زیادی انرژی آزاد خواهد شد. اولین دانشمندی که توانست اتم را بشکافد و موفق به این کار شد ارنست رادرفورد بود. این آزمایش مشهور در آزمایشگاه کاوندیش در کمبریج در سال 1919 انجام شد. از این پس رادرفورد و دیگر دانشمندان به تحقیق پرداختند تا ثابت کنند که اتمها خود از ذره های کوچکتر و یا از ذرات بنیادی ساخته شده اند. ما اکنون می دانیم که قسمت عمده هر اتم را فضای خالی تشکیل می دهد در مرکز هر اتم هسته قرار دارد. در اطراف هسته یک یا چند الکترون کوچک و مشابه همواره در مدارهایی دوران می کنند. هسته ها از پروتونها و نوترونها ساخته شده اند. هیدروژن گاز بسیار سبک وزنی است و اتمها ی آن ساده ترین اتمها ست. هر اتم هیدروژن از یک پروتون که هسته اتم است و یک الکترون تشکیل شده است. در مقابل اورانیم فلز بسیار سنگینی است. هر اتم اورانیم دارای 92 پروتون و بیش از یکصد نوترون در هسته است و 92 الکترون در مدارهای آن حرکت می کنند. اورانیم تنها ماده طبیعی است که پدیده شکافت در آن به آسانی صورت می گیرد. هنگامی که یک نوترون به هسته یک اتم آن برخورد کند این هسته به دو جزء تقریبا" مساوی تقسیم می شود، این اجزاء با سرعت زیادی تقسیم می شوند و همزمان دو یا سه نوترون آزاد می شود و باعث شکسته شدن اتمهای دیگر اورانیم می شوند. هنگامی که این نوترونها با هسته اتمها برخورد کنند شکافتهایی جدید صورت می گیرد و مقدار بسیار زیادی گرماتولید می شود. این عمل را واکنش زنجیری می نامیم که در نتیجه انرژی آزاد می شود . همانطوری که در پدیده شکافت گرما تولید می شود، رادیو اکتیو نیز ظاهر می گردد پرتوهای مواد رادیو اکتیو خطرناک و قابلیت نفوذ زیادی دارند ورقه کلفت فولاد و دیواره های بتونی که در مرکز رآکتور به یکدیگر متصل شده اند قرار می دهند همانطور که باید بتوانیم میزان حرارتی را در اجاق گاز کم و زیاد کنیم لازم است که بتوانیم شکاف هسته را نیز کنترل کنیم این عمل نظارت و کنترل بوسیله میله هایی از جنس بر یا کادمیمم که درون راکتور قرار می گیرند انجام می شود. این میله ها نوترونها را جذب می کنند و سرعت واکنش زنجیری را کاهش می دهند اگر دمای رآکتور بالا رود و گرمای بیش از حد تولید شود میله ها کاملا" به طرف برده می شوند و واکنشهای رآکتور کاملا" متوقف می گردد باید بتوان گرمای حاصل از درون رآکتور را خارج کنیم و این خیلی مهم است برای انجام این کار مایع یا گازی را به درون رآکتور می فرستیم گرمای حاصله می تواند آب را در مبدلهای حرارتی بجوش آورد عمل آن نظیر آبگرمکن کوچک خانه شما است که آب گرم حمام شما را تامین می کند. در نیروگاهها مبدلهای حرارتی آب را به جوش می آورند و بخار حاصل از آن برای حرکت توربین استفاده می شود. توربین ها، آلترناتورها را به حرکت در می آورند و الکتریسیته تولید می شود نظیر همه نیروگاهها که مواد زائدی از سوختهای آنها حاصل می شود رآکتورها نیز مواد زائدی تولید می کنند و نظر به اینکه خاصیت رادیو اکتیویته این مواد برای سالهای سال باقی می ماند باید با نهایت مراقبت آنها را جابجا کرد.
فایل ورد 24 ص
دانلود پژوهش درباره نیروگاه ها و راکتورهای هسته ای
| دسته بندی | فیزیک |
| فرمت فایل | doc |
| حجم فایل | 4061 کیلو بایت |
| تعداد صفحات فایل | 86 |
*پژوهش درباره نیروگاه ها و راکتورهای هسته ای*
فهرست مطالب
عنوان صفحه
مقدمه .............................................................................................................. 1
فصل اول: مبانی راکتورهای هسته ای
بخش اول: فیزیک اتمی و هسته ای:
اتم و هسته:....................................................................................... 5
ایزوتوپ ها:........................................................................................ 5
واکنشهای هسته ای ............................................................................ 6
واکنش زنجیره ای................................................................................ 8
دسته بندی انواع راکتورها:..................................................................... 9
چرخة نوترون در راکتورهای حرارتی:..................................................... 10
بخش دوم: اصول فیزیکی ساختمان راکتورهای هسته ای:
تولید برق:............................................................................................ 13
راکتورهای برق هسته ای:...................................................................... 16
راکتورهای آب سبک:............................................................................ 17
راکتورهای آب تحت فشار...................................................................... 21
راکتورهای آب جوشان:.......................................................................... 24
راکتورهای آب سنگین:.......................................................................... 25
راکتور کاندور:....................................................................................... 25
راکتور آب سنگین مولد بخار:................................................................. 26
راکتور کند شونده با گرافیت:...................................................................... 26
راکتورهای ماگنوس:................................................................................. 27
راکتور پیشرفت خنک شونده با گاز ............................................................ 30
راکتورهای سریع زاینده:............................................................................ 30
عنوان صفحه
فصل دوم: مبانی نیروگاههای هسته ای:
نیروگاه هسته ای:...................................................................................... 33
راکتور هسته ای:....................................................................................... 35
انرژی هسته ای:........................................................................................ 38
فصل سوم: کنترل راکتور
بخش اول: اثرهای سیستم کنترل راکتور
شکل زهر کنترل:...................................................................................... 42
سیستم های کنترل در راکتور..................................................................... 47
بحرانی کردن راکتور................................................................................... 49
بخش دوم: کارگردانی راکتورها
زهرهای حاصل از شکافت:......................................................................... 51
تشکیل محصولات شکافت: ....................................................................... 53
فصل چهارم: ایمنی هسته ای و حفاظت در برابر تابش:
ایمنی هسته ای: ........................................................................................ 55
حفاظت در برابر تابش.................................................................................. 56
فصل پنجم: مواد مورد نیاز در راکتورهای هسته ای:
بخش اول: سوخت:
اورانیوم:..................................................................................................... 60
پلوتونیوم:..................................................................................................... 60
بخش دوم:
سوخت هسته ای:.......................................................................................... 62
غنی سازی اورانیوم:....................................................................................... 62
عنوان صفحه
آبشار .......................................................................................................... 63
فاکتور جداسازی:........................................................................................... 63
قدرت جداسازی:............................................................................................ 64
بخش سوم :
روش های غنی‌سازی : ................................................................................. 65
روش الکترومغناطیسی: ................................................................................. 65
روش پخش گازی:....................................................................................... 66
روش سانتریفوژ:............................................................................................ 69
فرایند جت:................................................................................................... 70
روش غنی سازی با لیزر:................................................................................ 71
هزینة غنی سازی:......................................................................................... 72
ذخایر جهانی اورانیوم: ................................................................................... 75
فصل آخر: نتیجه گیری
منابع و مأخذ
اصطلاحات انگلیسی
مقدمه:
برنامه استفاده از انرژی هسته برای تولید برق در ایران در سال 1353 آغاز شد و پس از مشکلات ناشی از جنگ تحمیلی، لزوم بازنگری برنامه های قبلی و مسائل اقتصادی که کشور ما با آن روبرو است دوباره در صدر برنامه های دولت قرار گرفته است. از طرف دیگر استفاده از انرژی هسته ای در جهان و ساخت نیروگاههای هسته ای در 40 سال گذشته بطور پیوسته ادامه داشته و در حال حاضر 17% از انرژی برق در جهان از انرژی هسته ای تأمین می شود. کشورهای در حال توسعه، چه آنهایی که منبع انرژی دیگری در اختیار ندارند و چه کشورهایی که همراه با منابع دیگر می خواهند از این تکنولوژی جدید نیز برای تولید انرژی برق استفاده کنند، با مسائل خاصی مواجه هستند. کمبود سرمایه، فقدان نیروی انسانی کاردان، ضعف ارگان های تشکیلاتی و مقرراتی، عدم آمادگی صنایع محلی برای مشارکت و بالاخره موضوعات سیاسی در رابطه با انتقال دانش فنی و نظام منع گسترش سلاح هسته ای مهمترین موضوعات در رابطه با ساخت و بهره برداری از نیروگاههای هسته ای است.
پیش بینی مصرف برق، لزوم توسعة وسیع ظرفیت تولید موجود را نشان می دهد با توجه به اهمیت ذخیرة انرژی و بهبود بازدهی استفاده از آن، انرژی هسته ای به عنوان گزینه ای اجتناب ناپذیر با نقشی مهم در برآوردن نیاز آیندة انرژی برق در جهان تجلی می کند.
نیازهای فزایندة جهان به انرژی همراه با مسایل محیطی ناشی از گسترش روزافزون باکارگیری منابع سوخت فسیلی و نیز کاهش سریع این منابع، عواملی هستند که احتمالاً خط مشی های آتی انرژی در کشورهای عضو آژانس را تحت تأثیر قرار خواهند داد.
در منابع انگلیسی زبان بخصوص آمریکایی عبارت nuclear power یا قدرت هستهای بجای انرژی هسته ای بکار می رود. چون معنای واقعی این عبارت انرژی هسته ای است و در ایران نیز رایج تر است، در این جا عبارت nuclear power به عبارت انرژی هسته ای بکار می رود.
فصل اول :
مبانی رآکتورهای هسته ای
بخش اول : فیزیک اتمی و هسته ای
- واکنشهای هسته ای، پرتوزایی و ...
این نوشته ها و اطلاعات پیرامون نظریه و نحوة کار رآکتورهای هسته می باشند.
ساختمان اتم
اتم و هسته:
اتمهای تمام عناصر که زمانی که تصور می شد ذرات بنیادی طبیعت باشند، متشکل از سه ذره بنیادی ترپروتون، نوترون، و الکترون اند. آرایش این ذرات در درون اتم، به ویژه تعداد پروتون ها و الکترون ها، ماهیت شیمیایی عنصر را تعیین می کند. اتم از هسته ای تشکیل شده است، که تمام پروتون های با بار مثبت و نوترون های بدون بار در آن گرد هم آمده اند، و تعدادی الکترون با بار منفی، در مدارهایی حول آن می‌چرخند.
ایزوتوپ ها:
اتمهایی که دارای عدد اتمی، Z، یکسان ولی عدد نوترونی متفاوت N می باشند، ایزوتوپ های عنصر با عدد اتمی z، نامیده می شوند، تمام عناصر دارای تعدادی ایزوتوپ هستند، و در مواردی این تعداد به 20، یا بیشتر می رسد. عناصر طبیعی هر کدام دارای یک یا چند ایزوتوپ پایدار هستند که به طور طبیعی یافت می شوند و سایر ایزوتوپ ها که پرتوزا یا ناپایدار هستند را می توان به روشهای مصنوعی تولید کرد.
خواص شیمیایی ایزوتوپ های مختلف یک عنصر شبه هم است، که عجیب هم نیست زیرا پیوندهای شیمیایی بین الکترون ها برقرار اند.
به عنوان مثال علامت ایزوتوپی از اکسیژن را نشان می دهد که هستة آن دارای 8 پروتون و 8 نوترون است. هستةآن دارای 8 پروتون و 8 نوترون است. هستة ایزوتوپ دارای 8 پروتون و 9 نوترون است.
هیدروژن عنصر مهمی در مهندسی هسته ای است. هیدروژن طبیعی متشکل از دو ایزوتوپ، 985 و 99 درصد و 015/0 درصد ، موسوم به هیدروژن سنگین یا دو تریم، است. ایزوتوپ سومی از هیدروژن به نام تریتیم هم وجود دارد که پرتوزاست.
واکنشهای هسته ای:
تعداد واکنشهای هسته ای ممکن بسیار زیاد است، اما فقط تعداد کمی از آنها مورد توجه ما هستند. این واکنشها توسط بر هم کنش ذرات سبک از قبیل نوترون ها، پروتون ها یا دوترون ها (هسته های دوتریم)، یا تابش گاما با هسته های اتمی پدید می آیند به عنون مثال، می توان واکنشی را در نظر گرفت که در مهندسی هسته از اهمیت زیادی برخوردار است و از بر هم کنش بین نوترون های انرژی- پایین و بور 10 نتیجه می شود:
چهار قانون بنیادی بر کلیة واکنشهای هسته ای حاکم است:
دانلود پژوهش درباره نیروگاه ها و راکتورهای هسته ای
| دسته بندی | فیزیک |
| فرمت فایل | doc |
| حجم فایل | 4061 کیلو بایت |
| تعداد صفحات فایل | 86 |
*پژوهش درباره نیروگاه ها و راکتورهای هسته ای*
فهرست مطالب
عنوان صفحه
مقدمه .............................................................................................................. 1
فصل اول: مبانی راکتورهای هسته ای
بخش اول: فیزیک اتمی و هسته ای:
اتم و هسته:....................................................................................... 5
ایزوتوپ ها:........................................................................................ 5
واکنشهای هسته ای ............................................................................ 6
واکنش زنجیره ای................................................................................ 8
دسته بندی انواع راکتورها:..................................................................... 9
چرخة نوترون در راکتورهای حرارتی:..................................................... 10
بخش دوم: اصول فیزیکی ساختمان راکتورهای هسته ای:
تولید برق:............................................................................................ 13
راکتورهای برق هسته ای:...................................................................... 16
راکتورهای آب سبک:............................................................................ 17
راکتورهای آب تحت فشار...................................................................... 21
راکتورهای آب جوشان:.......................................................................... 24
راکتورهای آب سنگین:.......................................................................... 25
راکتور کاندور:....................................................................................... 25
راکتور آب سنگین مولد بخار:................................................................. 26
راکتور کند شونده با گرافیت:...................................................................... 26
راکتورهای ماگنوس:................................................................................. 27
راکتور پیشرفت خنک شونده با گاز ............................................................ 30
راکتورهای سریع زاینده:............................................................................ 30
عنوان صفحه
فصل دوم: مبانی نیروگاههای هسته ای:
نیروگاه هسته ای:...................................................................................... 33
راکتور هسته ای:....................................................................................... 35
انرژی هسته ای:........................................................................................ 38
فصل سوم: کنترل راکتور
بخش اول: اثرهای سیستم کنترل راکتور
شکل زهر کنترل:...................................................................................... 42
سیستم های کنترل در راکتور..................................................................... 47
بحرانی کردن راکتور................................................................................... 49
بخش دوم: کارگردانی راکتورها
زهرهای حاصل از شکافت:......................................................................... 51
تشکیل محصولات شکافت: ....................................................................... 53
فصل چهارم: ایمنی هسته ای و حفاظت در برابر تابش:
ایمنی هسته ای: ........................................................................................ 55
حفاظت در برابر تابش.................................................................................. 56
فصل پنجم: مواد مورد نیاز در راکتورهای هسته ای:
بخش اول: سوخت:
اورانیوم:..................................................................................................... 60
پلوتونیوم:..................................................................................................... 60
بخش دوم:
سوخت هسته ای:.......................................................................................... 62
غنی سازی اورانیوم:....................................................................................... 62
عنوان صفحه
آبشار .......................................................................................................... 63
فاکتور جداسازی:........................................................................................... 63
قدرت جداسازی:............................................................................................ 64
بخش سوم :
روش های غنی‌سازی : ................................................................................. 65
روش الکترومغناطیسی: ................................................................................. 65
روش پخش گازی:....................................................................................... 66
روش سانتریفوژ:............................................................................................ 69
فرایند جت:................................................................................................... 70
روش غنی سازی با لیزر:................................................................................ 71
هزینة غنی سازی:......................................................................................... 72
ذخایر جهانی اورانیوم: ................................................................................... 75
فصل آخر: نتیجه گیری
منابع و مأخذ
اصطلاحات انگلیسی
مقدمه:
برنامه استفاده از انرژی هسته برای تولید برق در ایران در سال 1353 آغاز شد و پس از مشکلات ناشی از جنگ تحمیلی، لزوم بازنگری برنامه های قبلی و مسائل اقتصادی که کشور ما با آن روبرو است دوباره در صدر برنامه های دولت قرار گرفته است. از طرف دیگر استفاده از انرژی هسته ای در جهان و ساخت نیروگاههای هسته ای در 40 سال گذشته بطور پیوسته ادامه داشته و در حال حاضر 17% از انرژی برق در جهان از انرژی هسته ای تأمین می شود. کشورهای در حال توسعه، چه آنهایی که منبع انرژی دیگری در اختیار ندارند و چه کشورهایی که همراه با منابع دیگر می خواهند از این تکنولوژی جدید نیز برای تولید انرژی برق استفاده کنند، با مسائل خاصی مواجه هستند. کمبود سرمایه، فقدان نیروی انسانی کاردان، ضعف ارگان های تشکیلاتی و مقرراتی، عدم آمادگی صنایع محلی برای مشارکت و بالاخره موضوعات سیاسی در رابطه با انتقال دانش فنی و نظام منع گسترش سلاح هسته ای مهمترین موضوعات در رابطه با ساخت و بهره برداری از نیروگاههای هسته ای است.
پیش بینی مصرف برق، لزوم توسعة وسیع ظرفیت تولید موجود را نشان می دهد با توجه به اهمیت ذخیرة انرژی و بهبود بازدهی استفاده از آن، انرژی هسته ای به عنوان گزینه ای اجتناب ناپذیر با نقشی مهم در برآوردن نیاز آیندة انرژی برق در جهان تجلی می کند.
نیازهای فزایندة جهان به انرژی همراه با مسایل محیطی ناشی از گسترش روزافزون باکارگیری منابع سوخت فسیلی و نیز کاهش سریع این منابع، عواملی هستند که احتمالاً خط مشی های آتی انرژی در کشورهای عضو آژانس را تحت تأثیر قرار خواهند داد.
در منابع انگلیسی زبان بخصوص آمریکایی عبارت nuclear power یا قدرت هستهای بجای انرژی هسته ای بکار می رود. چون معنای واقعی این عبارت انرژی هسته ای است و در ایران نیز رایج تر است، در این جا عبارت nuclear power به عبارت انرژی هسته ای بکار می رود.
فصل اول :
مبانی رآکتورهای هسته ای
بخش اول : فیزیک اتمی و هسته ای
- واکنشهای هسته ای، پرتوزایی و ...
این نوشته ها و اطلاعات پیرامون نظریه و نحوة کار رآکتورهای هسته می باشند.
ساختمان اتم
اتم و هسته:
اتمهای تمام عناصر که زمانی که تصور می شد ذرات بنیادی طبیعت باشند، متشکل از سه ذره بنیادی ترپروتون، نوترون، و الکترون اند. آرایش این ذرات در درون اتم، به ویژه تعداد پروتون ها و الکترون ها، ماهیت شیمیایی عنصر را تعیین می کند. اتم از هسته ای تشکیل شده است، که تمام پروتون های با بار مثبت و نوترون های بدون بار در آن گرد هم آمده اند، و تعدادی الکترون با بار منفی، در مدارهایی حول آن می‌چرخند.
ایزوتوپ ها:
اتمهایی که دارای عدد اتمی، Z، یکسان ولی عدد نوترونی متفاوت N می باشند، ایزوتوپ های عنصر با عدد اتمی z، نامیده می شوند، تمام عناصر دارای تعدادی ایزوتوپ هستند، و در مواردی این تعداد به 20، یا بیشتر می رسد. عناصر طبیعی هر کدام دارای یک یا چند ایزوتوپ پایدار هستند که به طور طبیعی یافت می شوند و سایر ایزوتوپ ها که پرتوزا یا ناپایدار هستند را می توان به روشهای مصنوعی تولید کرد.
خواص شیمیایی ایزوتوپ های مختلف یک عنصر شبه هم است، که عجیب هم نیست زیرا پیوندهای شیمیایی بین الکترون ها برقرار اند.
به عنوان مثال علامت ایزوتوپی از اکسیژن را نشان می دهد که هستة آن دارای 8 پروتون و 8 نوترون است. هستةآن دارای 8 پروتون و 8 نوترون است. هستة ایزوتوپ دارای 8 پروتون و 9 نوترون است.
هیدروژن عنصر مهمی در مهندسی هسته ای است. هیدروژن طبیعی متشکل از دو ایزوتوپ، 985 و 99 درصد و 015/0 درصد ، موسوم به هیدروژن سنگین یا دو تریم، است. ایزوتوپ سومی از هیدروژن به نام تریتیم هم وجود دارد که پرتوزاست.
واکنشهای هسته ای:
تعداد واکنشهای هسته ای ممکن بسیار زیاد است، اما فقط تعداد کمی از آنها مورد توجه ما هستند. این واکنشها توسط بر هم کنش ذرات سبک از قبیل نوترون ها، پروتون ها یا دوترون ها (هسته های دوتریم)، یا تابش گاما با هسته های اتمی پدید می آیند به عنون مثال، می توان واکنشی را در نظر گرفت که در مهندسی هسته از اهمیت زیادی برخوردار است و از بر هم کنش بین نوترون های انرژی- پایین و بور 10 نتیجه می شود:
چهار قانون بنیادی بر کلیة واکنشهای هسته ای حاکم است:
دانلود مقاله درباره آشنایی با انرژی هستهای و استفاده های صلح جویانه از آن
| دسته بندی | فیزیک |
| فرمت فایل | doc |
| حجم فایل | 431 کیلو بایت |
| تعداد صفحات فایل | 18 |
*آشنایی با انرژی هستهای و استفاده های صلح جویانه از آن در صنعت و اقتصاد*
1- مقدمه
انرژی هسته ای از عمده ترین مباحث علوم و تکنولوژی هسته ای است و هم اکنون نقش عمده ای را در تأمین انرژی کشورهای مختلف خصوصا کشورهای پیشرفته دارد. اهمیت انرژی و منابع مختلف تهیه آن، در حال حاضر جزء رویکردهای اصلی دولتها قرار دارد. به عبارت بهتر، بررسی، اصلاح و استفاده بهینه از منابع موجود انرژی، از مسائل مهم هر کشور در جهت توسعه اقتصادی و اجتماعی است. امروزه بحرانهای سیاسی و اقتصادی و مسائلی نظیر محدودیت ذخایر فسیلی، نگرانیهای زیست محیطی، ازدیاد جمعیت، همگی مباحث جهان شمولی هستند که با گستردگی تمام فکر اندیشمندان را در یافتن راه کارهای مناسب برای حل معظلات انرژی در جهان به خود مشغول داشته اند.
در حال حاضر اغلب کشورهای جهان به نقش و اهمیت منابع مختلف انرژی در تأمین نیازهای حال و آینده پی برده و سرمایه گذاری ها و تحقیقات وسیعی را در جهت سیاست گذاری، استراتژی و برنامه های زیربنایی و اصولی انجام می دهند. در میان حاملهای مختلف انرژی، انرژی هسته ای جایگاه ویژه ای دارد. هم اکنون بیش از 430 نیروگاه هسته ای در جهان فعال می باشند و انرژی برخی کشورها مانند فرانسه عمدتا از برق هستهای تأمین می شود.
جمهوری اسلامی ایران بیش از سه دهه است که تحقیقات متنوعی را در زمینه های مختلف علوم و تکنولوژی هسته ای انجام داده و براساس استراتژی خود، مصمم به ایجاد نیروگاههای هسته ای به ظرفیت کل 6000 مگاوات تا سال 1400 هجری شمسی می باشد. در این زمینه، جمهوری اسلامی ایران در نشست گذشته آژانس بین المللی انرژی اتمی، تمایل خود را نسبت به همکاری تمامی کشورهای جهان جهت ایجاد این نیروگاهها و تهیه سوخت مربوطه رسما" اعلام نموده است.
2- سوخت هسته ای
استفاده از سوخت هستهای برای تولید انرژی، با به کارگیری اولین راکتورهای قدرت در دهه 60 میلادی شروع شد و تولید و مصرف آن به طور پیوسته رو به افزایش بوده است.
پایه صنعت انرژی هستهای مبتنی بر استفاده از انرژی درونی اورانیوم میباشد. بر حسب نوع راکتور نیروگاه اتمی، قسمت اصلی این انرژی و یا بخش کوچکی از آن مورد استفاده قرار میگیرد.
یکی از تفاوت های اساسی سوخت هستهای با سوخت فسیلی، پدیده شکافت هستهای در سوخت است. با تولید انرژی به وسیله شکافت، ساختار سوخت به صورت آرام ولی پیوسته تغییر کرده و پاره های شکافت رادیو اکتیو را به وجود میآورد. از این حهت رعایت مسایل ایمنی و پیش بینی جداره های بازدارنده متوالی در راکتور برای جلوگیری از پخش مواد رادیواکتیو ضروری است.
یکی دیگر از ویژگی های سوخت هستهای، امکان استفاده از آن در یک مدار بسته یا چرخه سوخت است. با بازفرایابی سوخت مصرف شده که در حال حاضر در کشورهای صنعتی انجام میگردد، اورانیوم مصرف نشده و پلوتونیوم تولید شده در راکتور برای مصرف دوباره، برگشت داده میشود.
در راکتورهای هستهای از شکافت هستهای برای تولید انرژی گرمایی استفاده میشود. این انرژی حرارتی به وسیله توربین به انرژی مکانیکی و توسط ژنراتور به انرژی الکتریکی تبدیل میشود. بنابراین، راکتورهای هستهای همان نقشی را در نیروگاه هستهای ایفاد میکنند که دیگهای بخار در نیروگاه های حرارتی با سوخت فسیلی به عهده دارند. تفاوت نیروگاههای هستهای با حرارتی در نوع سوخت مصرفی آنهاست که در اولی از سوفت هستهای و در دومی از مواد نفتی، گاز یا زغال سنگ استفاده میشود.
ماده اصلی که برای سوخت راکتورها به کارمیرود، اورانیوم یا ترکیباتی از این فلز است که به علت خاصیتی که در جذب نوترون و شکافت هستهای دارد، مورد استفاده قرار میگیرد. اورانیوم یک ماده رادیواکتیو است که در طبیعت یافت میشود. پلوتونیوم فلز دیگری است که برای سوخت در راکتورهای قدرت به کار میرود ولی این فلزکه آن هم رادیواکتیو است، در طبیعت یافت نمیشود و از واکنش های هستهای اورانیوم به وجود میآید.
دانلود تحقیق در مورد بررسی انرژی اتمی در جهان امروز
| دسته بندی | فیزیک |
| فرمت فایل | doc |
| حجم فایل | 26 کیلو بایت |
| تعداد صفحات فایل | 43 |
واژه اتم از کلمه یونانی اتموس به معنای ناشکستنی گرفته شده است که بعدها در زبان علمی، به «اتم»تبدیل شد.
اتم کوچکرین ذره هر چیز است. تصور اتم از دو هزار و پانصد سال پیش در ذهن اندیشمندان یوناین پیدا شد. لیوسیپوس Leucippus فیلسوف یونانی قرن پنجم پیش از میلاد نخستین کسی بود که عقیده داشت هر چیزی را می توان به تکه های کوچکتر از خود تقسیم کرد. او نخستین کسی بود که تئوری اتمی را بنیاد نهاد.
شاگرد او دموکریتوس Democritus که در زبان فارسی به دموکریت یا ذیمقراطیس نامیده می شود در اواخر قرن پنجم و اوایل قرن چهارم پیش از میلاد می زیست او همیشه شاد و خوشبین بود، و به فیلسوف خندان شهرت یافت وی نئوری اتم لیپوسیوس را پذیرفت. وی معتقد بود که همه جهان، از انواع گوناگون اتم تشکیل شده است و در فاصلة میان اتمها چیزی نیست، اتمهای جدا از هم به قدری کوچکند که دیده نمی شود، اما وقتی بهم بپیوندند چیزی را بوجود می آورند که ممکن است قابل دیدن باشد. چگونگی قرار گرفتن آنها در کنار یکدیگر در اجسام گوناگون فرق می کند.
دموکریتوس می اندیشید که اتمها، اگرچه می توانند آرایش یا شیوة قرار گرفتن خود را کنار یکدیگر تغییر دهند، نه به وجود می آیند و نه از میان می روند. با تغییر آرایش اتمها فقط چیزی به چیز دیگر تبدیل می شود.
وی حدود 70 سال زندگی کرد و نزدیک به 72 جلد کتاب نوشت که با گذشت زمان حتی یک نسخه از کتابهای او در دست نیست و اگر تئوری دموکریتوس بنام اوست به همین سبب است که کتابهای قدیمی دیگری که باقی مانده اند به دموکریتوس و تئوری او در بارة اتم اشاره کرده اند.
بعد از دموکریتوس فیلسوفان دیگری چون اپیکوئر Epicurur و لوکریتوس Lucretius نظرات او را پذیرفتند و به هواداران اتمیسم پیوستند. لوکریتوس منظومه ای فلسفی و آموزنده در بارة فیزیک که در بارة ماهیت اشیا است سروده است. اما با این همه مردم تصور اتم را نپذیرفتند و با از میان رفتن نوشته های آن دو، اتم به فراموشی سپرده شد.
در سال 1417 نسخه آسیب دیده از شعر لوکریتوس پیدا شد و مردم اروپا علاقه زیادی به نوشته های قدیمی پیدا کردند. در نتیجه نسخه های بسیاری از شعر لوکرتیوس رونویسی شد.
در سال 1454 یوهان گوتنبرگ Johann Gutenberg حروف چاپی را برای استفاده در ماشین چاپ در اروپا اختراع کرد، که سبب گردید با سرعت از هر کناب، نسخه های بسیاری تهیه شود و احتمال از بین رفتن کتابها کمتر شود. از جمله کتابهایی که به چاپ رسید شعرهای لوکریتوس بود. در نتیجه عده ای به موضوع اتم علاقمند شدند. که یکی از این علاقمندان پیرگاسندی Pierre Gassendi فیلسوف و ریاضی دان فرانسوی در نیمة قرن 17 میلادی بود. وی با نوشتن چندین کتاب مؤثر اندیشه اتمیسم را دوباره زنده گردانید و به تئوری اتمی اپیکور و لوکرتیوس جانی دوباره بخشید.