تحقیق انرژی هسته ای 23 ص

دسته بندي : دانش آموزی و دانشجویی » دانلود تحقیق
لینک دانلود و خرید پایین توضیحات
دسته بندی : وورد
نوع فایل :  word (..doc) ( قابل ويرايش و آماده پرينت )
تعداد صفحه : 26 صفحه

 قسمتی از متن word (..doc) : 
 

‏1
‏انرژی هسته ای
‏چکیده
‏وقتی که صحبت از مفهوم ‏انرژی ‏به میان می‌آید، نمونه‌های آشنای انرژی مثل ‏انرژی گرمایی ‏، ‏نور ‏و یا ‏انرژی ‏مکانیکی ‏و ‏الکتریکی ‏در شهودمان مرور می‌شود. اگر ما انرژی هسته‌ای و امکاناتی که این انرژی در اختیارش ‏قرار می‌دهد، آشنا ‌شویم، شیفته آن خواهیم شد.
‏آیا می‌دانید که
‏انرژی گرمایی تولید شده از ‏واکنشهای هسته‌ای ‏در مقایسه با گرمای حاصل ‏از سوختن ‏زغال ‏سنگ ‏در چه مرتبه بزرگی قرار دارد؟
‏منابع تولید انرژی هسته‌ای که بر اثر سیلابها و رودخانه از صخره شسته شده و به ‏بستر ‏دریا ‏می‌رود، چقدر ‏برق ‏می‌تواند تولید کند؟
‏کشورهایی که بیشترین استفاده را از انرژی هسته‌ای را می‌برند، کدامند؟ و ... .
‏2
‏نحوه آزاد شدن انرژی هسته‌ای
‏می‌دانیم که ‏هسته ‏از ‏پروتون‏(‏با بار مثبت) و ‏نوترون ‏(‏بدون بار الکتریکی) تشکیل شده است. بنابراین ‏بار ‏الکتریکی ‏آن مثبت است. اگر بتوانیم هسته را به طریقی به دو تکه تقسیم کنیم، ‏تکه‌ها در اثر ‏نیروی ‏دافعه الکتریکی ‏خیلی سریع از هم فاصله گرفته و ‏انرژی ‏جنبشی ‏فوق العاده‌ای پیدا می‌کنند. در کنار این تکه‌ها ذرات دیگری مثل نوترون و ‏اشعه‌های ‏گاما ‏و ‏بتا ‏نیز تولید می‌شود. انرژی جنبشی تکه‌ها و انرژی ذرات و پرتوهای بوجود آمده ، در اثر ‏برهمکنش ذرات با مواد اطراف ، سرانجام به انرژی گرمایی تبدیل می‌شود. مثلا در واکنش ‏هسته‌ای که در طی آن 235U ‏به ‏دو تکه تبدیل می‌شود، انرژی کلی معادل با 200MeV ‏را آزاد می‌کند. این مقدار انرژی ‏می‌تواند حدود 20 میلیارد کیلوگالری گرما را در ازای هر کیلوگرم ‏سوخت ‏تولید کند. این مقدار گرما 2800000 بار ‏برگتر از حدود 7000 کیلوگالری گرمایی است که از سوختن هر کیلوگرم زغال سنگ حاصل ‏می‌شود.
‏کاربرد ‏حرارتی انرژی هسته‌ای
‏گرمای حاصل از واکنش هسته‌ای در محیط ‏راکتور ‏هسته‌ای ‏تولید و پرداخته می‌شود. بعبارتی در طی مراحلی در راکتور این گرما پس ‏از مهارشدن انرژی آزاد شده واکنش هسته‌ای تولید و پس از خنک سازی کافی با آهنگ ‏مناسبی به خارج منتقل می‌شود. گرمای حاصله آبی را که در مرحله خنک سازی بعنوان خنک ‏کننده بکار می‌رود را به ‏بخار آب ‏تبدیل می‌کند. بخار آب تولید شده ، ‏همانند آنچه در تولید برق از زعال سنگ ، ‏نفت ‏یا ‏گاز ‏متداول است، بسوی ‏توربین ‏فرستاده می‌شود تا با راه اندازی ‏مولد ، ‏توان الکتریکی ‏مورد نیاز را تولید کند. در ‏واقع ، راکتور همراه با مولد بخار ، جانشین دیگ بخار در نیروگاه‌های معمولی شده ‏است.
‏سوخت راکتورهای هسته‌ای
‏3
‏ماده‌ای که به عنوان ‏سوخت ‏در راکتورهای هسته‌ای مورد استفاده ‏قرار می‌گیرد باید شکاف پذیر باشد یا به طریقی شکاف پذیر شود.235U ‏شکاف پذیر است ولی اکثر ‏هسته‌های ‏اورانیوم ‏در سوخت از انواع 238U ‏است. ‏این اورانیوم بر اثر واکنشهایی که به ترتیب با تولید ‏پرتوهای ‏گاما ‏و ‏بتا ‏به 239Pu ‏تبدیل می‌شود. ‏پلوتونیوم ‏هم مثل 235U ‏شکافت پذیر است. به علت ‏پلوتونیوم اضافی که در سطح جهان وجود دارد نخستین مخلوطهای مورد استفاده آنهایی ‏هستند که مصرف در آنها منحصر به پلوتونیوم است.
‏میزان اورانیومی که از ‏صخره‌ها شسته می‌شود و از طریق رودخانه‌ها به دریا حمل می‌شود، به اندازه‌ای است که ‏می‌تواند 25 برابر کل مصرف برق کنونی جهان را تأمین کند. با استفاده از این نوع ‏موضوع ، ‏راکتورهای زاینده‌ای ‏که بر اساس ‏استخراج اورانیوم از آب دریاها ‏راه اندازی ‏شوند قادر خواهند بود تمام انرژی مورد نیاز بشر را برای همیشه تأمین کنند، بی آنکه ‏قیمت برق به علت هزینه سوخت خام آن حتی به اندازه یک درصد هم افزایش یابد.
‏5
‏مزیتهای انرژی هسته‌ای بر سایر انرژیها
‏بر خلاف آنچه که رسانه‌های گروهی در مورد ‏خطرات مربوط به حوادث راکتورها و ‏دفن پسماندهای پرتوزا ‏مطرح می‌کند از نظر ‏آماری مرگ ناشی ازخطرات ‏تکنولوژی هسته‌ای ‏از 1 درصد مرگهای ناشی از ‏سوختن زغال سنگ جهت تولید برق کمتر است. در سرتاسر جهان تعداد ‏نیروگاههای ‏هسته‌ای ‏فعال بیش از 419 می‌باشد که قادر به تولید بیش از 322 هزار مگاوات توان ‏الکتریکی هستند. بالای 70 درصد این نیروگاه‌ها در کشور فرانسه و بالای 20 درصد آنها ‏در کشور آمریکا قرار دارد.
‏اگر ‏نوترون ‏منفردی به یک قطعه ‏ایزوتوپ 235U ‏نفوذ کند،
‏در اثربرخورد به هسته اتم 235U ‏، ‏اورانیوم به دو قسمت شکسته می‌شود که
‏اصطلاحا ‏شکافت هسته‌ای ‏نامیده ‏می‌شود.
‏در واکنشهای شکافت هسته‌ای مقادیر زیادی نیز انرژی آزاد می‌گردد (در ‏حدود 200Mev)‏، اما مسئله مهمتر اینکه نتیجه شکستن ‏هسته 235U ‏، آزادی دو ‏نوترون است که می‌تواند دو هسته دیگر را شکسته و چهار نوترون را بوجود آورد. این ‏چهار نوترون نیز چهار هسته 235U ‏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 شکافت هسته‌ای
‏کشف ‏انرژی ‏هسته‌ای ‏در جریان ‏جنگ جهانی دوم ‏صورت گرفت و اکنون برای شبکه ‏برق بسیاری از کشورها هزاران کیلو وات تهیه می کند ‏(‏نیرو گاه هسته ای‏).
‏بحران انرژی ‏بر اثر بالارفتن قیمت ‏نفت ‏در سال 1973 استفاده از انرژی شکافت ‏هسته‌ای بیشتر وارد صحنه کرد. در حال حاضر ممالک اروپایی انرژی هسته‌ای را تنها ‏انرژی می‌داند. که می‌تواند در اکثر موارد جایگزین نفت شود. استفاده از انرژی شکافت ‏هسته‌ای که بر روی یک