شنبه, ۱۵ اردیبهشت, ۱۴۰۳ / 4 May, 2024
مجله ویستا
شکافت هسته ای
اگر نوترون منفردی به یک قطعه ایزوتوپ ۲۳۵U نفوذ کند، در اثربرخورد به هسته اتم ۲۳۵U ، اورانیوم به دو قسمت شکسته میشود که اصطلاحا شکافت هستهای نامیده میشود
در واکنشهای شکافت هستهای مقادیر زیادی نیز انرژی آزاد میگردد (در حدود ۲۰۰Mev)، اما مسئله مهمتر اینکه نتیجه شکستن هسته ۲۳۵U ، آزادی دو نوترون است که میتواند دو هسته دیگر را شکسته و چهار نوترون را بوجود آورد. این چهار نوترون نیز چهار هسته ۲۳۵U را میشکند. چهار هسته شکسته شده تولید هشت نوترون میکنند که قادر به شکستن همین تعداد هسته اورانیوم میباشند. سپس شکست هستهای و آزاد شدن نوترونها بصورت زنجیروار به سرعت تکثیر و توسعه مییابد. در هر دوره تعداد نوترونها دو برابر میشود، در یک لحظه واکنش زنجیری خود بخودی شکست هستهای شروع میگردد. در واکنشهای کنترل شده هستهای تعداد شکست در واحد زمان و نیز مقدار انرژی بتدریج افزایش یافته و پس از رسیدن به مقداری دلخواه ثابت نگهداشته میشود.
● انرژی بستگی هستهای
میتوان تصور کرد که جرم هسته ، M ، با جمع کردن Z (تعداد پروتونها) ضربدر جرم پروتون و N تعداد نوترونها ضربدر جرم نوترون بدست میآید.
M = Z×Mp + N×Mn
از طرف دیگر M همیشه کمتر از مجموع جرمهای تشکیل دهندههای منزوی هسته است. این اختلاف به توسط فرمول انیشتین توضیح داده میشود که رابطه بین جرم و انرژی هم ارزی جرم و انرژی را برقرار میسازد. اگر یک دستگاه مادی دارای جرم باشد در این صورت دارای انرژی کلی E است. E = M C۲ که در آن C سرعت نور در خلا و M جرم کل هسته مرکب از نوکلئونها و E مقدار انرژیی است که در اثر فروپاشی جرم M تولید میشود. بنابر این اصول انرژی هستهای بر آزاد سازی انرژی پیوندی هسته استوار است. هر سیستمی که دارای انرژی پیوندی بیشتر باشد پایدار میباشد. در واقع جرم مفقود شده در واکنشهای هستهای طبق فرمول E = M C۲ به انرژی تبدیل میشود. پس انرژی بستگی اختلاف جرم هسته و جرم نوکلئونهای تشکیل دهنده آن است، که معرف کاری است که باید انجام شود تا نوکلئونها از هم جدا شوند.
● مواد شکافتنی
مواد ناپایدار برای اینکه به پایداری برسند، انرژی گسیل میکنند تا به حالت پایدار برسد. معمولا عناصری شکافت پذیر هستند که جرم اتمی آنها بالای ۱۵۰ باشد ،۲۳۵U و ۲۳۸U در معادن یافت میشود. ۹۹.۳ درصد اورانیوم معادن ۲۳۸U میباشد.و تنها ۷% آن ۲۳۵U میباشد. از طرفی ۲۳۵U با نوترونهای کند پیشرو واکنش نشان میدهد. ۲۳۸Uتنها با نوترونهای تند کار میکند، البته خوب جواب نمیدهد. بنابر این در صنعت در نیروگاههای هستهای ۲۳۵U به عنوان سوخت محسوب میشود. ولی به دلایل اینکه در طبیعت کم یافت میشود. بایستی غنی سازی اورانیوم شود، یعنی اینکه از ۷ درصد به ۱ الی ۳ درصد برسانند.
● شکافت ۲۳۵U
در این واکنش هستهای وقتی نوترون کند بر روی ۲۳۵U برخورد می کند به ۲۳۶U تحریک شده تبدیل میشود. نهایتا تبدیل به باریوم و کریپتون و ۳ تا نوترون تند و ۱۷۷ Mev انرژی آزاد میشود. پس در واکنش اخیر به ازای هر نوکلئون حدود ۱ Mev انرژی آزاد میشود. در واکنشهای شیمیایی مثل انفجار به ازای هر مولکول حدود ۳۰ Mev انرژی ایجاد میشود. لازم به ذکر است در راکتورهای هستهای که با نوترون کار میکند، طبق واکنشهای به عمل آمده ۲ الی۳ نوترون سریع تولید میشود. حتما این نوترونهای سریع باید کند شوند.
در واکنشهای شکافت هستهای مقادیر زیادی نیز انرژی آزاد میگردد (در حدود ۲۰۰Mev)، اما مسئله مهمتر اینکه نتیجه شکستن هسته ۲۳۵U ، آزادی دو نوترون است که میتواند دو هسته دیگر را شکسته و چهار نوترون را بوجود آورد. این چهار نوترون نیز چهار هسته ۲۳۵U را میشکند. چهار هسته شکسته شده تولید هشت نوترون میکنند که قادر به شکستن همین تعداد هسته اورانیوم میباشند. سپس شکست هستهای و آزاد شدن نوترونها بصورت زنجیروار به سرعت تکثیر و توسعه مییابد. در هر دوره تعداد نوترونها دو برابر میشود، در یک لحظه واکنش زنجیری خود بخودی شکست هستهای شروع میگردد. در واکنشهای کنترل شده هستهای تعداد شکست در واحد زمان و نیز مقدار انرژی بتدریج افزایش یافته و پس از رسیدن به مقداری دلخواه ثابت نگهداشته میشود.
● انرژی بستگی هستهای
میتوان تصور کرد که جرم هسته ، M ، با جمع کردن Z (تعداد پروتونها) ضربدر جرم پروتون و N تعداد نوترونها ضربدر جرم نوترون بدست میآید.
M = Z×Mp + N×Mn
از طرف دیگر M همیشه کمتر از مجموع جرمهای تشکیل دهندههای منزوی هسته است. این اختلاف به توسط فرمول انیشتین توضیح داده میشود که رابطه بین جرم و انرژی هم ارزی جرم و انرژی را برقرار میسازد. اگر یک دستگاه مادی دارای جرم باشد در این صورت دارای انرژی کلی E است. E = M C۲ که در آن C سرعت نور در خلا و M جرم کل هسته مرکب از نوکلئونها و E مقدار انرژیی است که در اثر فروپاشی جرم M تولید میشود. بنابر این اصول انرژی هستهای بر آزاد سازی انرژی پیوندی هسته استوار است. هر سیستمی که دارای انرژی پیوندی بیشتر باشد پایدار میباشد. در واقع جرم مفقود شده در واکنشهای هستهای طبق فرمول E = M C۲ به انرژی تبدیل میشود. پس انرژی بستگی اختلاف جرم هسته و جرم نوکلئونهای تشکیل دهنده آن است، که معرف کاری است که باید انجام شود تا نوکلئونها از هم جدا شوند.
● مواد شکافتنی
مواد ناپایدار برای اینکه به پایداری برسند، انرژی گسیل میکنند تا به حالت پایدار برسد. معمولا عناصری شکافت پذیر هستند که جرم اتمی آنها بالای ۱۵۰ باشد ،۲۳۵U و ۲۳۸U در معادن یافت میشود. ۹۹.۳ درصد اورانیوم معادن ۲۳۸U میباشد.و تنها ۷% آن ۲۳۵U میباشد. از طرفی ۲۳۵U با نوترونهای کند پیشرو واکنش نشان میدهد. ۲۳۸Uتنها با نوترونهای تند کار میکند، البته خوب جواب نمیدهد. بنابر این در صنعت در نیروگاههای هستهای ۲۳۵U به عنوان سوخت محسوب میشود. ولی به دلایل اینکه در طبیعت کم یافت میشود. بایستی غنی سازی اورانیوم شود، یعنی اینکه از ۷ درصد به ۱ الی ۳ درصد برسانند.
● شکافت ۲۳۵U
در این واکنش هستهای وقتی نوترون کند بر روی ۲۳۵U برخورد می کند به ۲۳۶U تحریک شده تبدیل میشود. نهایتا تبدیل به باریوم و کریپتون و ۳ تا نوترون تند و ۱۷۷ Mev انرژی آزاد میشود. پس در واکنش اخیر به ازای هر نوکلئون حدود ۱ Mev انرژی آزاد میشود. در واکنشهای شیمیایی مثل انفجار به ازای هر مولکول حدود ۳۰ Mev انرژی ایجاد میشود. لازم به ذکر است در راکتورهای هستهای که با نوترون کار میکند، طبق واکنشهای به عمل آمده ۲ الی۳ نوترون سریع تولید میشود. حتما این نوترونهای سریع باید کند شوند.
منبع : سازمان بسیج دانش آموزی
نمایندگی زیمنس ایران فروش PLC S71200/300/400/1500 | درایو …
دریافت خدمات پرستاری در منزل
pameranian.com
پیچ و مهره پارس سهند
تعمیر جک پارکینگ
خرید بلیط هواپیما
سیستان و بلوچستان چین دولت انتخابات مجلس شورای اسلامی جنگ دولت سیزدهم حسن روحانی نیکا شاکرمی رهبر انقلاب معلمان رسانه
سیل هواشناسی ایران تهران آتش سوزی باران هلال احمر سازمان هواشناسی اصفهان روز معلم شهرداری تهران پلیس
خودرو قیمت خودرو قیمت دلار تورم مسکن قیمت طلا بازار خودرو حقوق بازنشستگان سهام عدالت دلار ایران خودرو بانک مرکزی
صدا و سیما مهران غفوریان تلویزیون ساواک صداوسیما سریال موسیقی سینمای ایران دفاع مقدس رضا عطاران
رژیم صهیونیستی جنگ غزه فلسطین غزه آمریکا ترکیه روسیه حماس اوکراین انگلیس نوار غزه ایالات متحده آمریکا
فوتبال پرسپولیس استقلال لیگ برتر سپاهان جواد نکونام علی خطیر باشگاه استقلال بازی تراکتور باشگاه پرسپولیس لیگ قهرمانان اروپا
آیفون اپل ناسا گوگل صاعقه عکاسی تماس تصویری تلفن همراه
کبد چرب فشار خون