شکافت هسته ای
 
nuclear.engineer.loxblog.com
سایت جامع مهندسی هسته ای وفیزیک هسته ای
 
 
یک شنبه 17 شهريور 1392برچسب:, :: 19:7 ::  نويسنده : دکتر مهدی ادیبی دکتری (phd مهندسی هسته ای )

 

این مقاله باهمکاری مهندس مهدی ادیبی وخانم مهندس نجمه سلیمانی نژادوخانم مهسا بلاغی تهیه شده است

شکافت هسته‌ای

در واکنشهای شکافت هسته‌ای مقادیر زیادی نیز انرژی آزاد می‌گردد (درحدود 200Mev)، اما مسئله مهمتر اینکه نتیجه شکستنهسته235، آزادی دونوترون است که می‌تواند دو هسته دیگر را شکسته و چهار نوترون را بوجود آورد. اینچهار نوترون نیز چهار هسته235را می‌شکند. چهار هسته شکسته شدهتولید هشت نوترون می‌کنند که قادر به شکستن همین تعداد هستهاورانیوم می‌باشند. سپس شکست هسته‌ای و آزاد شدن نوترونها بصورت زنجیروار به سرعت تکثیر وتوسعه می‌یابد. در هر دوره تعداد نوترونها دو برابر می‌شود، در یک لحظهواکنشزنجیریخود بخودی شکست هسته‌ای شروع می‌گردد. درواکنشهای کنترل شده هسته‌ایتعداد شکست درواحد زمان و نیز مقدار انرژی بتدریج افزایش یافته و پس از رسیدن به مقداری دلخواه

ثابت نگهداشته می‌شود.

 

 

انرژی شکافت هسته‌ای

 

 

 

 

 

 

 

انرژی بستگی هسته‌ای

 

 

 

 

 

 

 


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 C2 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 C2 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 150 باشد ،235U و 238U در معادن یافت می‌شود. 99.3 درصد اورانیوم معادن 238U می‌باشد.و تنها 7% آن 235U می‌باشد. از طرفی 235U با نوترونهای کند پیشرو واکنش نشان می‌دهد. 238Uتنها با نوترونهای تند کار می‌کند، البته خوب جواب نمی‌دهد. بنابر این در صنعت در نیروگاههای هسته‌ای 235U به عنوان سوخت محسوب می‌شود. ولی به دلایل اینکه در طبیعت کم یافت می‌شود. بایستی غنی سازی اورانیوم شود، یعنی اینکه از 7 درصد به 1 الی 3 درصد برسانند.

 

 

 

شکافت 235U

 

 

 

در این واکنش هسته‌ای وقتی نوترونکند بر روی 235U برخورد می کند به 236U تحریک شده تبدیل می‌شود. نهایتا تبدیل به باریوم و کریپتون و 3 تا نوترون تند و 177 Mev انرژی آزاد می‌شود. پس در واکنش اخیر به ازای هر نوکلئون حدود 1 Mev انرژی آزاد می‌شود. در واکنشهای شیمیایی مثل انفجار به ازای هر مولکول حدود 30 Mev انرژی ایجاد می‌شود. لازم به ذکر است در راکتورهای هسته‌ای که با نوترون کار می‌کند، طبق واکنشهای به عمل آمده 2 الی3 نوترونسریع تولید می‌شود. حتما این نوترونهای سریع باید کند شوند.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 




 

 

 

 


 

 

 

 

 

 

ماده قابل احتراق کانی که بصورت محدود پایه گذاری می‌شود. برای سایر کشورها خطرات بسیار دارد در حال حاضر تولید الکتریسته با استفاده از شکافت هسته‌ای کنترل شده به میزان زیادی توسعه یافته و مورد قبول واقع شده است. تولید انرژی هسته‌ای در کشورهای توسعه یافته بخش مهمی از طرح انرژی ملی را تشکیل می‌دهد

 

 

 

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 .

 

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

 

 

 

.

 

 

 

 

 

انرژی شکافت هسته‌ای

 

 

 

 

 

 

 

انرژی بستگی هسته‌ای

 

 

 

 

 

 

 


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 C2 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 C2 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 150 باشد ،235U و 238U در معادن یافت می‌شود. 99.3 درصد اورانیوم معادن 238U می‌باشد.و تنها 7% آن 235U می‌باشد. از طرفی 235U با نوترونهای کند پیشرو واکنش نشان می‌دهد. 238Uتنها با نوترونهای تند کار می‌کند، البته خوب جواب نمی‌دهد. بنابر این در صنعت در نیروگاههای هسته‌ای 235U به عنوان سوخت محسوب می‌شود. ولی به دلایل اینکه در طبیعت کم یافت می‌شود. بایستی غنی سازی اورانیوم شود، یعنی اینکه از 7 درصد به 1 الی 3 درصد برسانند.

 

 

 

شکافت 235U

 

 

 

در این واکنش هسته‌ای وقتی نوترونکند بر روی 235U برخورد می کند به 236U تحریک شده تبدیل می‌شود. نهایتا تبدیل به باریوم و کریپتون و 3 تا نوترون تند و 177 Mev انرژی آزاد می‌شود. پس در واکنش اخیر به ازای هر نوکلئون حدود 1 Mev انرژی آزاد می‌شود. در واکنشهای شیمیایی مثل انفجار به ازای هر مولکول حدود 30 Mev انرژی ایجاد می‌شود. لازم به ذکر است در راکتورهای هسته‌ای که با نوترون کار می‌کند، طبق واکنشهای به عمل آمده 2 الی3 نوترونسریع تولید می‌شود. حتما این نوترونهای سریع باید کند شوند.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 




 

 

 

 


 

 

 

 

 

 

ماده قابل احتراق کانی که بصورت محدود پایه گذاری می‌شود. برای سایر کشورها خطرات بسیار دارد در حال حاضر تولید الکتریسته با استفاده از شکافت هسته‌ای کنترل شده به میزان زیادی توسعه یافته و مورد قبول واقع شده است. تولید انرژی هسته‌ای در کشورهای توسعه یافته بخش مهمی از طرح انرژی ملی را تشکیل می‌دهد

 

 

 

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 .

 

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

 

 

 

.

 

 



نظرات شما عزیزان:

نام :
آدرس ایمیل:
وب سایت/بلاگ :
متن پیام:
:) :( ;) :D
;)) :X :? :P
:* =(( :O };-
:B /:) =DD :S
-) :-(( :-| :-))
نظر خصوصی

 کد را وارد نمایید:

 

 

 

عکس شما

آپلود عکس دلخواه:







درباره وبلاگ

سلام و درود به همه دوستان عزیز و خوانندگان گرامی این وبلاگ با تلاش چند تن از دانشجویان هسته ای1- آقای دکترمهدی ادیبی دکتری(phd مهندسی هسته ای)- 2-خانم مهسا بلاغی3_خانم زینب خیری 4-خانم آسیه برومندی 5_خانم آزاده نظری 6-خانم فاطمه تورجی 7-خانم نجمه سلیمانی نژاد8-آقای بهزاد خسروپور9-آقای فرشاد احمدی10-آقای عمادالدین زارعی جهت آشنایی دوستان بارشته مهندسی هسته ای وپیشرفت های روز افزون کشور عزیزمان سرزمین پاک آریا در زمینه انرژی صلح آمیز هسته ای ایجاد شده است, به امید فردایی روشن NUCLEAR.ENG.Loxblog.COM
آخرین مطالب
پيوندها

تبادل لینک هوشمند
برای تبادل لینک  ابتدا ما را با عنوان مهندسی هسته ای وفیزیک هسته ای ارسنجان فارس و آدرس nuclear.engineer.LXB.ir لینک نمایید سپس مشخصات لینک خود را در زیر نوشته . در صورت وجود لینک ما در سایت شما لینکتان به طور خودکار در سایت ما قرار میگیرد.








نام :
وب :
پیام :
2+2=:
(Refresh)

<-PollName->

<-PollItems->

خبرنامه وب سایت:





آمار وب سایت:  

بازدید امروز : 13
بازدید دیروز : 3
بازدید هفته : 16
بازدید ماه : 72
بازدید کل : 1429
تعداد مطالب : 125
تعداد نظرات : 4
تعداد آنلاین : 1