دانلود مقاله : انرژی هسته ای و کاربرد های صلح آمیز آن

دانلود مقاله : انرژی هسته ای و کاربرد های صلح آمیز آن

تعداد صفحات: 90

فرمت فایل: word

دسته بندی:

قیمت: 4500 تومان

تعداد نمایش: 369 نمایش

ارسال توسط:

تاریخ ارسال: 18 مارس 2016

به روز رسانی در: 18 مارس 2016

خرید این محصول:

پس از پرداخت لینک دانلود برای شما نمایش داده می شود.

4500 تومان – خرید

دانلود مقاله : انرژی هسته ای و کاربرد های صلح آمیز آن

مقدمه :

نه تنها جهان دنش و دنیای امروز متوجه ذره که همه اشیاء عالم خلقت را تشکیل می دهد، می باشد و نیرو و خاصیت آنرا مورد بررسی قرار داده است، بلکه بشر همواره در این امر تعلق داشته و تا آنجا که محیط و وسعت دانش او اجازه میداده در شناسائی و کشف آن کوشیده است. یونانیان قدیم در طریق کشف ذره پیشقدم بوده اند. اولین فردی که در مطالعه و بحث راجع به اتم پرداخت، دمکریتوس یونانی آن هم در 2500 سال پیش بوده است.

اما دانشمندان ایرانی از قبیل ابوعلی سینا فیلسوف نامدار و طبیب حاذق و ملاصدرا و امام غزالی و غیره نسبت به ذره و خاصیت آن شرح و بسط داده اند و با عبارت طنز ادبی حقیقت علمی و تغییر ناپذیر اتم را آشکار ساخته اند.

اتم یعنی ذره کوچکترین جز شیء مادی است که منشأ تشکیل اشیاء است. همه چیز از اجتماع ذرات کوچک اتم متشکل گردیده جهان و موجودات در آن هسته مجموع اجتماع ذرات اتم هستند اتم یا ذره خود از هسته مرکزی و ذرات ریز دیگری بنام الکترون تشکیل شده اند. ذرات موجود در هسته اتم پروتون نام دارند (بار الکتریکی مثبت) اما چون طبق قانون جاذبه (هم نام دافعه) نیرویی این ذرات را به یکدیگر متصل کرده است که به آن نوترون گویند. نوترون بار الکتریکی ندارد. الکترون ها که به دور هسته در حال گردش اند دارای بار منفی اند، اگر تعداد پروتون ها و الکترون های درون یک اتم مساوی باشد، آن اتم از نظر بار الکتریکی خنثی است.

در جهان هستی سه نیرو وجود دارد نیروی جاذبه ی نیوتونی (نام کاشف نیروی جاذبه) نیروی الکترومغناطیسی و نیروی اتمی و یا انرژی ذره ای که مورد بحث این پژوهش است که دارای جرم و انرژی و نور و تشعشع می باشد و مطابق فرضیه ی آلبرت انیشتین با قابلیت تبدیل جرم و انرژی بیکدیگر تحت فرمول E=MC2 منشأ اکتشافات جدید در جهان هستی و سیر در کرات و پی بردن به اسرار آن ها گردیده است هرچند اتم موجود انرژی و نور و حرارت است اما بشر تا چند قرن قبل بعظمت و نیروی خارق العاده آن پی نبرده و خواص فراوان آن را نمی دانست.

قرن هجدهم و نوزدهم را که دوران کشف جدید و ترقی و تعالی بشر می توان نامید، مغزهای متفکر باهوش، کنجکاوی بسیار کردند و با رنج فراوان و کوشش زیاد بکشف اسرار اتم آنطور که علم و عمل خواهان آن بود، نائل آمدند. امروزه با وسع دانش و بینش نظری و علمی، استفاده از نیروی شگرف اتمی عالمگیر شده و در اقصی نقاط جهان از این منبع عظیم قدرت بهره برداری علمی، فنی، طبی، اجتماعی و غیره می شود.

از برکت این کشف مهم در زمان صلح، فواید بی شماری عاید مردم جهان گردیده است. امروزه با استفاده معقول و مفید در اثر مهار کردن اتم، بشر توانسته با نیروی درمانی بر قخطی و گرسنگی غلبه نماید، آفات نباتی را از بین ببرد، کود لازم و مقدار دقیق آنرا در ازدیاد محصول کشاورزی معلوم نماید و عملاً نظریه معروف مالتوس را مبنی بر افزایش روز افزون جمعیت کره ی زمین و محدودیت مواد خوراکی مردود اعلام دارد.

امروزه از اتم و نیروی آن بحصول اشعه ی آلفا برای کنسرو غذاها و جلوگیری از خرابی و فساد آنها استفاده می کنند و در بهداشت عمومی و دفع مرض و طول عمر از آن بهره برداری می نمایند.

در امور پزشکی اتم کمک بسیاری نموده علاوه بر استفاده های عظیم علمی و لابراتوری و تشخیص و معالجه امراض ناشناخته و صعب العلاج پزشکان را راهنمائی دقیق است.

با استفاده از اشعه رادیواکتیویته قسمت های نامرئی بدن از قبیل مغز استخوان و غیره قابل رویت است و رادیوگرافی و رادیوسکوپی امروز کمک فراوانی به تشخیص عضو مریض و درمان آن می نماید. همین کشف مهم امراض غیر قابل علاج از قبیل سرطان که قبلاً معالجه آن ها غیر ممکن بوده، درمان می شود.

اما در کنار این همه مفاد، مضرراتی هم دارد. مثلاً اشعه رادیواکتیویته با وجود اینکه سلول سرطانی را می سوزاند، بناچار ببافتهای اطراف لطمه می زند. به عبارت دیگر در عین سرطان زدایی، خود سرطان را می گیرد و مولد سرطان در پوست و عضو سرطانی می شود. در دستگاه تناسلی اثر می گذارد و کسی که در معرض مستقیم اشعه آن قرار گیرد، عقیم می شود. این اشعه موجب سوختگی بدن و کوتاهی عمر می گردد. اما با استفاده از لوازم و ابزار مناسب، انسان ها را از این بلاها حفظ می کند.

استفاده ی صنعتی از اتم امروز در کارخانجات رایج گشته، کارخانه برق اتمی، اتمی، یخ شکن عظیم و … همه محصول این نیروی عظیم هستند.

دیگر امروز برای بکار انداختن موتور مولد برق، نیاز به سوخت زیاد و انرژی آبشاری نیست، بلکه با مهار کردن اتم بوسیله ی ایجاد در آکسیون زنجیری در رآکتورها، می توان نیروی فراوان برق تولید کرد که بمصارف روشنائی و سوخت دور افتاده ترین دهات جهان برسد.

در هنر نقاشی و حرف و صنایع سبک و سنگین، بخوبی بهره برداری می گردد. استفاده از اتم در علوم مختلف از قبیل زیست شناسی، خاک شناسی، باستان شناسی امکان پذیر است و عملاً مورد اقدام و اجراء می باشد. برای تعیین قدمت سن خاک، اشیاء، اموات، گیاهان کربن 14 ایزوتوپ کربن و رادیواکتیوتیه و خاصیت اتمی دارند، استفاده می کنند.

در علوم جنائی و جرم شناسی و کشف بزه، دقت نظر اتم قابل توجه است. در نمونه برداری آلت ناچیز جرم از قبیل مو و لکه ریز خون و عرق، در تشخیص نوع و رنگ و محتوی آن دقت نظر کامل و موشکافی دقیق دارد که در کشف حقیقت و اجرای عدالت که قوام جامعه بر پایه صحیح آن استوار است، کمک می نماید. فوائد فراوان و ارزنده اتم در این مختصر قابل برشماری نیست.

.

.

 پیشینه ی نظری :

آلبرت انیشتن از سال های میانه ی زندگی خود ثابت کرد که در علم ریاضیات استعدادی خارق العاده دارد. او در کشور آلمان درس خوانده و بزرگ شده بود. بعد از مدت چند سال و تدریس در علم فیزیک و آزمایشات گسترده به یک نتیجه ی مهم دست یافت – E=MC2  . او دریافت که با عمل شکافت آن هم شکافت هسته ی عناصر سنگین مانند اورانیوم و توریم، می توان انرژی قابل توجهی بدست آورد. او نامه ای به رئیس جمهور خود نوشت. اما کشورش قبول نکرد که امکانات لازمه را برای آزمایشات هرچه بیشتر در این مورد در اختیارش قرار دهند.

بنابراین انیشتین نامه ای دیگر برای روزولت (رئیس جمهور آمریکا) نوشته بود به این شرح : من بعد از تحقیقات بسیار به این نتایج مهم، دست پیدا کردم. که می توان با شکافت هسته ای انرژی بسیار زیاد بدست آورد که با مقدار کمی از آن، جزیره ای را و حتی محیط اطرافش را در لحظه هایی بسیار کم نابود، کرد.

روزولت پیشنهاد او را پذیرفت و امکاناتی وسیع در اختیارش قرار داد.

اما دولت آمریکا تمامی تحقیقات آلبرت را به نام خود ثبت کرده و از آزمایشات و کشفیاتش برای خود استفاده کرد که یکی از آنها بمب هسته ای بود. که برای اولین بار در کشور ژاپن فرود آمده و جان میلیون ها نفر را گرفت. که آلبرت به خاطر این قتل عام هیچ گاه خود را نبخشید.

 

3-2 پیشینه ی علمی : (نقد کتاب)

الف) در کتاب های مثل پزشکی توضیح زیادی در رابطه با فیزیک داده شده بود.

مثال : در کتاب کاربرد مواد  رادیواکتیودر پزشکی، در رابطه با هسته ی اتم و اطلاعاتی در آن رابطه، توضیح داده بود در حالی که توضیح کلی در رابطه با کاربرد آن در پزشکی داده باشد.

ب) مطالبی در داخل کتاب ها وجود داشت که فهم ما دانش آموزان از آن عاجز بوده و نیاز به توضیح متخصصین به زبان ساده تر بود. بلکه در سطح دانش جویان بود. نه در سطح ما که در پایه ی اول تحصیل می کنیم و این اولین بار است که با علم فیزیک در سطح بالاتر آشنا می شویم.

.

.

رادیواکتیو چیست و چگونه آلودگی ایجاد می کند؟

بعضی از اتم ها دارای هسته ای هستند که حاوی انرژی زیادی است. این اتم ها در حالت تحریکی غیرعادی هستند و با هسته ی ناپایدار مشخص می گردند. برای رسیدن، به حالت پایدار هسته پیوسته ذره و انرژی از خود ساطع می کند و خود را به یک اتم دیگری تبدیل می کند این عمل استجاله ی رادیواکتیو یا تلاشی رادیواکتیو می نامند. این چنین اتم ها را رادیونوکلئید می نامند. تمام حالتهای اتم رانوکلئید  می نامند. فقط هسته هایی که تلاش رادیواکتیو در آنها رخ می دهد رادیونوکلوئید هستند. (برگرتهف از کتاب علم رادیولوژی صفحه 98)

نتیجه عمر رادیواکتیو :

رادیواکتیوها موادی نیستند که یک روز باشند و روز دیگر از بین بروند. ترجیحا رادیوایزوتوپ ها با یک میزان کاهش استعاله یافته و به ایزوتوپ هایی پایدار عناصر دیگر تبدیل می شوند، ولی میزان و نتیجتا مقدار رادیواکتیو هیچ وقت کاملا به صفر نمی رسد. میزان تلاشی رادیواکتیو و مقدار ماده ی باقی مانده در هر زمان معین به طور ریاضی با فرمولی بیان می شود که به فرمول قانون استعاله ی با تلاشی معروف است. نیمه عمر یک رادیو ایزوتوپ یا مدت زمانی است که لازم است تا مقدار رادیواکتیو به نصف مقدار اولیه اش برسد. نیمه عمر یک رادیو ایزوتوپ، ها از کمتر از یک تا سه تا چندین سال وجود دارد. هر رادیو ایزوتوپ دارای یک نیمه عمر مشخص و منحصر به خود می باشد.

(برگرفته از کتاب علم رادیولوژی صفحه ی 101)

نوشته : استیوارتاسی – بوشنانگ ترجمه اکبر زمانی ناشر : معاونت پژوهشی وزارت بهداشت سال انتشار آبان 1370)

رادیوایزوتوپ چیست و چگونه تشکیل می شود؟

عوامل زیادی پایداری اتم را تحت تاثیر قرار می دهند. شاید مهم ترین آن ها تعداد نوتورونن باشد اگر یک هسته دارای نوترون زیادی باشد، شروع تلاشی رادیواکتیو می کند و نتیجه نهایی آن رسیدن به پایداری و نسبت مناسب پروتونها و نوترون ها است. علاوه بر ایزوتوپهای پایدار که در تمام عناصر مشهود است، ایزوتوپ های رادیواکتیو یا رادیوایزوتوپ ها نیز دریافت می شوند. این ها اغلب به طور مصنوعی در ماشین هائی مانند شتاب دهنده ی ذرات یا راکتورهای هسته ای تهیه می شوند. تعداد هفت رادیوایزوتوپ برای باریم. کشف شده که همگی آن ها به طور مصنوعی تهیه شده اند. تقریبا برای تمام عناصر رادیوایزوتوپ هایی شناخته شده اند که به طور مصوعی تهیه می شوند. همچنین بعضی از عناصر دارای رادیوایزوتوپ هایی هستند که به طور طبیعی یافت شوند. در منبع اساسی و اصلی برا این رادیوایزوتوپ های طبعی وجود دارد. یکی این که در وقع تشکیل زمین بوجود آمده و خیلی آهسته شروع به تلاش رادیواکتیو می کنند و دیگری آن هایی که پیوسته در طبقات بالایی جو به وسیله ی پرتوهای کیهانی تولید می شوند.

طرق مختلفی وجود دارد که رادیوایزوتوپ ها می توانند به وسیله ی آن ها برای رسیدن به حالت پایدار کنند. اما در این جا فقط دو تا از آن ها یعنی استعاله بتا و استعاله ی آنها دارای اهمیت خاصی هستند. هنگام استحاله ی بتا، یک الکترون با مقدار قابل توجهی انرژی جنبشی از هسته خارج شده و اتم را ترک می کند. در نتیجه یک مقدار کمی از جرم و یک واحد بار الکتریکی فنی از هسته خارج می شود. نتیجه نهایی استحاله ی بتا این است که عدد اتمی یک واحد بیشتر می شود، در حالی که عدد جرمی اتم ثابت باقی می ماند. این تغییر هسته، همچنین باعث تغییر یک عنصر به عنصر دیگر می شود.

واکنش تلاشی رادیواکتیو بوسیله ی استحاله ی آنها خیلی شدید می باشد. ذره ی آنها شامل دو پروتون و نوترون می باشد که بهم چسبیده اند یعنی جرم اتمی آن ها 4 است. برا اینکه هسته بتواند استحاله ی آنها را انجام دهد، باید خیلی ناپایدار باشد و وقتی که این کار صورت می گیرد، هسته دو واحد بار ثبت و چهار واحد جرم را از دست می دهد. در این حالت تغییر شکل اتم چشمگیر است، زیرا اتم حاصله نه تنها از نظر شیمیایی با آن ها متفاوت است، بلکه از آن نیز سبکتر است. استحاله ی بتا خیلی بیشتر از استحاله ی آنها رخ می دهد. در واقع تمام رادیوایزوتوپ ها قادر به استحاله ی بتا می باشند، در حالی ه فقط رادیوایزوتوپهای سنگین قادر به استحاله آنها هستند. بعضی از رادیوایزوتوپها فقط بتا و برخی دیگر نیز فقط آنها ساطع می کنند، اما اغلب آنها همزمان با ساطع کردن ذره، اشعه ی گاما نیز ساطع می نمایند (برگرفته از کتاب علم رادیولوژی ص99)

سه نوع مختلف از اتم های هیدروژن، هیدروژن طبیعی، دوتریم و ترتیم، مثالی از ایزوتوپ ها (در زبان یونانی به معنی هم خانه) می باشد. ایزوتوپ ها اتم هایی هستند که تعداد پروتون های هسته و هم چنین. عدد اتمی (z) آن ها برابر بوده ولی تعداد و نوترون ها و لذا عدد جرمی (A) آن ها متفاوت است. اصطلاح ایزوتوپ به مقیاس وسیع درباره ی اتم ها مخصوصا اتم های رادیواکتیو مصداق پیدا می کند. کاربرد کلمه ی نوکلوئید که منظور تجمع خاصی از نوترون ها و پروتون ها می باشد امروز رایج تر است. بنابراین ایزوتوپ ها نوکلوئیدهایی هستند با عدد اتمی (z) یکسان. در حال اضر 260 نوع نوکلوئید پایدار و 1100 نوع نوکلوئید رادیواکتیو شناخته شده است. حدمتوسط مخلوطی از چند نوع ایزوتوپ یک عنصر با نسبت های گوناگون وزن عنصری است که در جدول دوره ی عناصر دیده می شود. بعنوان مثال : جرم اتمی 38/65 روی (با عدد اتمی 30) حد متوسط جرم اتمی مخلوطی است از 5 ایزوتوپ روی با جرم 64، 66، 67 و 70 که با نسبت اختلاط خاصی مخلوط شده اند. از دیدگاه یک فیزیک دان چون بوسیله اسپکترومتر جرمی می توان ایزوتوپ های مختلف را از یکدیگر جدا نمود، لذا ایزوتوپ های یک عنصر ماهیت های متفاوت اند ولی از نقطه نظر یک شیمی دان ایزوتوپ های مختلف چون خواص شیمیایی مشابه دارند یکسان می باشند.

(مبانی فیزیک رادیولوژی/گودوین – مورگان سال 1368 – مترجم رهبری آژیر / نام ناشیر: دانشاه تهران)

.

.

.

جهت دریافت و خرید متن کامل پایان نامه و تحقیق و مقاله مربوطه بر روی گزینه خرید که در بالای صفحه قرار دارد کلیک نمایید و پس از وارد کردن مشخصات خود به درگاه بانک متصل شده که از طریق کلیه کارت هایی عضو شتاب قابل پرداخت می باشید و بلافاصله بعد از پرداخت انلاین به صورت خودکار لینک دانلود مربوطه فعال گردیده که قادر به دانلود فایل کامل ان می باشد.

پاسخ دهید