مقاله نیرو، چرخه سوخت و غنی سازی هسته ای

لینک پرداخت و دانلود *پایین مطلب*

فرمت فایل:Word (قابل ویرایش و آماده پرینت)

تعداد صفحه:23

 فهرست مطالب

نیرو، چرخه سوخت وغنی سازی هسته ای

. مقدمه

. بحث

پروتکل الحاقی چیست

اهداف پیمان:

ماده سوم NPT

ماده چهارم NPT

گذری بر پیشینه برنامه هسته ای ایران

بی تاثیر شدن ماده چهارم

در طبیعت  چهار نیروی بنیادی گرا نشی، الکترومغناطیسی، هسته ای ضعیف و هسته ای قوی وجود دارد که از طریق تبادل ذرات بنیادی و در نتیجه اندازه حرکت بین اجسام ایجاد می شود. نتیجه بر هم کنش ذرات بنیادی در هسته  واکنش هسته ای و انرژی حاصل از ان انرژی هسته ای است، که از آن برای صنعت، پزشکی،کشاورزی تولید برق استفاده صلح امیز و برای  انفجار های هسته ای استفاده نظامی می شود. انفجار هسته ای ، راکتور هسته ای کنترل نشده ای است که در ان واکنش هسته ای بسیار وسیع در زمان کمتر از  میلیاردم ثانیه رخ میدهد برای ایجاد انفجار هسته ای به یک سوخت شکافت یا گداخت پذیر، ماشه اغاز گر حوادث و روشی که اجازه میدهد تا قبل از اینکه انفجار پایان یابد، کل سوخت شکافته یا گداخته شود، نیاز میباشد در انفجار های هسته ای همه چیز در کانون انفجار در دمای بالا( حدود106×300 درجه سانتی گراد)به حالت گاز در می آید و در خارج از کا نون موج شدید گرما همه چیز را می سوزاند و فشار موج ضربه ای ساختمان ها و تاسیسات را خراب میکند و تشعشعات مواد رادیواکتیو در محیط انفجار و نقاط دور دست، محیط زیست، گیاهان وموجودات زنده را به  مخاطره می اندازد. برای داشتن
فن آوری هسته ای چرخه سوخت ضروری است که شامل نورد سنگ معدن اورانیوم ، تهیه  هگزافلوراید اورانیوم ، غنی سازی و... است.غنی سازی به روش های الکترومغناطیسی ، سانتریفیوژ، لیزر، دیفوزیون گازی و ... انجام میگیرد.

بحث

ذرات بنیادی طبیعت ازذرات دیگری ساخته نشده اند مانند فوتون، گلوئون، گراویتون،کوارک، الکترون، بوزونهای برداری حدواسط و نوترینو و پروتون و نوترون ذرات بنیادی نیستند بلکه از کوارکها ساخته میشوند. نیرو یا بر هم کنش متقابل بین اجسام از طریق مبادله ذرات بنیادی و ا ندازه حرکت توسط اجسام ایجاد میشود.

نیروی قوی که منشاء نیروی هسته ای قوی بین نوکلئون هاست از طریق تبادل گلئون ها بین کوارک ها ایجاد میشود. نیروی الکترومغناطیسی بین ذرات باردار از طریق تبادل فوتون بین ذرات باردار ایجاد میشود. نیروی ضعیف که منشاء نیروی هسته ای ضعیف در واپاشی بتایی است از طریق تبادل بوزونهای برداری حد  واسط(w,z) برقرارمیگردد.                          

کتاب- نیروگاه هسته ای و فرایندهای آن- در 25 صفحه-docx

نیروگاه های اتمی

   

میزان کل انرژی های شناخته شده در کره زمین ، در جدول زیر منعکس شده است :

بسادگی ملاحظه می شود که نفت و گاز طبیعی کمترین میزان ذخیره را دارا می باشند و ذغال سنگ در مرحله بعد قرار دارد . ذخیره اورانیوم 235 ، که تکنولوژی امروزی تولید انرژی از آن را امکان پذیر ساخته است کمی بیش از میزان ذخایر نفت می باشد. ذخیره گونه های دیگر مواد رادیو اکتیو سنگین هزاران برابر ذخیره نفت خام است . همانطوریکه از اطلاعات انتهای جدول نیز مشخص است میزان انرژی دو تریم موجود در طبیعت ، که با تبدیل آن به هلیوم انرژی کسب می گردد (پمپ های هیدروژنی ) ، به تنهائی هزاران برابر ذخایر کل مواد رادیو اکتیو می باشند.
 

میزان ذخایر موجود جهت جهت گیری آتی انسان را برای تامین انرژی قابل مصرف خود به نمایش می گذارد. در حال حاضر علاوه بر مصرف نفت ، گاز طبیعی و ذغال سنگ در تولید انرژی های قابل کنترل ، اورانیوم نیز جزء منابع اقتصادی تامین کننده انرژی الکتریکی در آمده است ، گرچه تلاش و جهت گیری ها به سمتی است که بتوان از هیدروژن سنگین (دتریم ) موجود در طبیعت نیز، که عمده ترین گونه شناخته شده انرژی نهفته در جهان است ، استفاده کرد.
با توجه به آنچه که در بالا به آن اشاره شد ساختار و گونه های مختلف نیروگاه اتمی در زیر بیان می گردد.
شکل عمومی تولید انرژی الکتریکی در نیروگاههای اتمی همانند نیروگاههای بخاری است با این تفاوت که منبع تولید گرما سوخت فسیلی نمی باشد و انرژی مورد نیاز جهت تولید بخار برای گرداندن توربین ، از فعل و انفعالات اتمی در راکتور بدست می آید.
 

معمولاً انرژی حاصل از فعل و انفعالات اتمی در راکتور به یک سیال منتقل می گردد که این سیال می تواند بطور مستقیم به طرف توربین هدایت گردد و یا با عبور از مبدل گرما ، سیال دیگری را گرم نموده و نهایتاً آب لازم را به بخار تبدیل کرده و آنرا به توربین هدایت کند.
در راکتور های اتمی اولیه ، سیال منتقل کننده اولیه آب بوده که مستقیماٌ پس از تبدیل شدن به بخار بطرف توربین هدایت می شد اما در تکنولوژی امروزی برای ایجاد امکان کنترل بیشتر روی فعل وانفعالات اتمی و کاهش خطرات ناشی از فعل و انفعالات ، سیال واسطی بصورت مدار بسته حرارت تولیده شده در راکتور را در مبدل حرارتی جداگانه ای به آب منتقل نموده و آنرا به بخار تیدیل می نماید .                              .                       
فعل و انفعالات اتمی بدو صورت انجام می پذیرد:

الف ) شکافت یا شکست اتمی :
در این روش عناصر سنگین از طریق فعل وانفعالات اتمی به عناصر سبک تبدیل شده و انرژی آزاد می نمایند. در این حالت عناصر سنگین با از دست دادن نوترون و کاهش وزن به آزاد سازی انرژی درونی خود می پردازند. در راکتورهای نیروگاههای اتمی موجود، از این فرایند استفاده می شود
ب ) جوش یا گداخت اتمی :
در این روش عناصر سبک با جذب نوترن به عناصر سنگین تر تیدیل می شوند و همزمان با از دست دادن بخش جزئی از وزن خود ، قسمتی از انرژی درونی خود را آزاد می کنند.

شمای کلی مولدهای اتمی در شکل زیر منعکس شده است :
 

در پایان مناسب است به شمای حرارتی این نوع نیروگاهها نیز اشاره ای داشته باشیم . نمودار زیر به صورت ساده ای راندمان این نوع نیروگاهها را نشان می دهد :
                    

 

نحوه آزاد شدن انرژی هسته‌ای

می‌دانیم