سفارش تبلیغ
صبا ویژن
< 1 2 3

منطقه انفجار بمب‌های هسته‌ای به پنج قسمت تقسیم می‌شود:
?- منطقه تبخیر
?- منطقه تخریب کلی
?- منطقه آسیب شدید گرمایی
?- منطقه آسیب شدید انفجاری
?- منطقه آسیب شدید باد وآتش.
در منطقه تبخیر درجه حرارتی معادل سیصد میلیون درجه سانتیگراد بوجود می‌‌آید و هر چیزی، از فلز گرفته تا انسان وحیوان، در این درجه حرارت آتش نمی‌گیرد بلکه بخار می‌شود.
آثار زیانبار این انفجار حتی تا شعاع پنجاه کیلومتری وجود دارد و موج انفجار آن که حامل انرژی زیادی است می‌‌تواند میلیون‌ها دلار تجهیزات الکترونیکی پیشرفته نظیر ماهواره‌ها و یا سیستم‌های مخابراتی را به مشتی آهن پاره تبدیل کند و همه آنها را از کار بیندازد.
اینها همه آثار ظاهری و فوری بمب‌های هسته‌ای است . پس از انفجار تا سال‌های طولانی تشعشعات زیانبار رادیواکتیو مانع ادامه حیات موجودات زنده در محل‌های نزدیک به انفجار می‌شود.
پرتو رادیو اکتیو از پرتوهای آلفا، بتا، گاما و تابش نوترونی تشکیل شده است. نوع آلفای آن بسیار خطرناک است ولی توان نفوذ اندکی دارد. این پرتو در بافت زنده تنها کمتر از ??? میکرون نفوذ می کند اما برای آن ویرانگر است. پرتوی گاما از دیوار و سنگ نیز عبور می‌کند.هر ? میلی‌متر سرب یا هر ?? متر هوا شدت تابش آن را نصف می‌کند. این پرتو نیز با توجه به فرکانس بسیار بالا، انرژی زیادی دارد که اگر به بدن انسان برخورد کند از ساختار سلولی آن عبور کرده و در مسیر حرکت خود باعث تخریب ماده دزوکسی ریبو نوکلوئیک اسید یا همان DNA شده و سرانجام زمینه را برای پیدایش انواع سرطان‌ها، سندرم‌ها ونقایص غیر قابل درمان دیگر فراهم می‌‌کند وحتی این نقایص به نسل‌های آینده نیز منتقل خواهد شد. برای جلوگیری از نفوذ تابش گامابه حدود ?? سانتی‌متر دیواره? سربی نیاز است.
  
?-??استخراج اوانیوم از معدن و تهیه کیک زرد(مرحله فراوری سنگ معدن اورانیوم) عنصر اورانیوم در طبیعت به صورت ترکیبات شیمیایی مختلف از جمله اکسید اورانیوم، سیلیکات اورانیوم و یا فسفات اورانیوم و به صورت مخلوط با ترکیباتی از عناصر دیگر یافت می‌شود.در میان کشورهای مختلف جهان، استرالیا دارای بزرگترین معادن اورانیوم است و کشورهای قزاقستان، کانادا، آفریقای جنوبی، نامیبیا، برزیل و روسیه نیز از معادن بزرگی برخوردارند.
مواد معدنی حاوی اورانیوم با استفاده از روشهای معدن‌کاوی زیرزمینی و یا روزمینی استخراج شده و سپس طی فرایندهای مکانیکی و شیمیایی موسوم به “آسیاب کردن” و “کوبیدن” از دیگر عناصر جدا می‌شوند.
اورانیوم پس از استخراج تفکیک، کوبیده، خرد و به شکل پودر درآمده و سپس برای تولید ماده موسوم به “کیک زرد” (? (YellowCake?مورد استفاده قرار می گیرد.
کیک زرد در واقع محصول فراوری سنگ معدن ارونیوم است و به ترکیباتی از اورانیوم گفته می‌شود که ناخالصی‌های معدنی آن به میزان زیادی گرفته شده و حاوی ? ???تا ? ???درصد اکسید اورانیوم از نوع ? U3O8?است.
? -??فراوری کیک زرد و تولید هگزافلورید اورانیوم و آغاز غنی‌سازی (مرحله تبدیل و غنی‌سازی ) کیک زرد در این مرحله هنوز دارای ناخالصی‌هایی است که توسط روشهای مختلف این ناخالصی‌ها کاسته شده و پس از طی فرایندهای شیمیایی نسبتا پیچیده، از شکل معدنی ? U3O8?به ?UO3(?تری اکسید اروانیوم) و سپس ? UO2(?دی اکسید اورانیوم) در می‌آید که این ترکیب آخر نیز به دو روش موسوم به روش تر و روش خشک برای تولید ماده مورد نیاز در فرایند غنی‌سازی، یعنی هگزافلورید اورانیوم(? (UF6?به کار گرفته می‌شود. در صنعت به این دلیل عنصر اورانیوم را به صورت ترکیب هگزافلورید اورانیوم(? (UF6?در می‌آورند که ماده مذکور بهترین ترکیب اورانیوم برای استفاده در روشهای مهم غنی‌سازی اورانیوم محسوب می‌شود. در روشهای مرسوم غنی‌سازی اورانیوم، باید از حالت گازی ترکیبات این عنصر استفاده کرد و هگزافلورید اورانیوم در دمای ? ???درجه سانتیگراد به راحتی تصعید شده و از حالت جامد به حالت گاز در می‌آید که این گاز برای دستیابی به درصد بالاتر ایزوتوپ ? ????اورانیوم، قابل غنی‌سازی است.
پس از مراحل استخراج اورانیوم، تولید کیک زرد و در نهایت هگزافلورید اورانیوم، نوبت به غنی‌سازی این عنصر می‌رسد.

  
به طور کلی اورانیوم را به چندین روش مختلف می‌توان غنی‌سازی کرد که این روشها عبارتند از: “سانتریفوژ گازی”، “پخش گازی”(?،(Gaseous Diffusion? “جداسازی اکلترومغناطیسی”، “تبادل شیمیایی”(?،(Chemical Exchange? “فتویونیزاسیون و فتودیساسیون لیزری”، “نازل جداسازی”(?(Separation Nazzle? و “جداسازی ایزوتوپ رزونانس سیکلوترونی”. از بین تمامی این روشها هم‌اکنون تنها دو روش “سانتریفوژگازی” و “پخش گازی” است که در مقیاس تجاری اهمیت داشته و کاربردهای عملی وسیع پیدا کرده‌اند .
در غنی‌سازی اورانیوم به روش مرسوم‌تر “سانتریفوژ گازی”، در عمل هگزافلورید اورانیوم (? (UF6?را وارد دستگاه سانتریفوژ با سرعت دوران بسیار بالا می‌کنند. در سرعت دورانی بسیار زیاد، آن دسته از مولکولهای هگزافلورید اورانیوم که اورانیوم موجود در آنها از نوع ایزوتوپ ? ????است از آنجا که در مقایسه با مولکولهای هگزافلورید اورانیوم با ایزوتوپ اورانیوم ? ????جرم کمتری دارند، در نزدیک محور سانتریفوژ تراکم بیشتری نسبت به ناحیه خارجی دستگاه پیدا کرده و در مقابل مولکولهای سنگین‌تر هگزا فلورید اورانیوم ? ????در ناحیه خارجی تراکم بیشتری نسبت به ناحیه نزدیک محور پیدا می‌کنند .
بدین ترتیب گاز هگزافلورید اورانیومی که از نزدیک محور دستگاه سانتریفوژ گرفته می‌شود از نظر درصد اورانیوم ? ????از غنی شدگی بیشتری نسبت به نواحی دیگر سانتریفوژ برخوردار است. در این روش برای رسیدن به درصد مورد نیاز اورانیوم ? ????باید مرحله به مرحله از تعداد بسیار زیاد سانتریفوژ به صورت زنجیره‌ای استفاده کرد.
روش “سانتریفوژ گازی” برای غنی‌سازی اورانیوم به دو علت در مقایسه با روش “پخش گازی” از مزایای بیشتری برخوردار است. اول آنکه این روش کارایی بیشتری داشته و دوم آنکه انرژی لازم در این روش غنی‌سازی حدود یک دهم مقدار انرژی لازم در غنی‌سازی با “پخش گازی” برای حصول همان میزان محصول می‌باشد.
این عوامل باعث شده که غنی‌سازی اورانیوم به روش سانتریفوژ هزینه کمتری را شامل شده و اقتصادی‌تر باشد.البته باید به خاطر داشت که هزینه تعمیرات و نگهداری تجهیزات مورد استفاده در غنی‌سازی به روش سانتریفوژ اندک نیست.
? -??تولید سوخت هسته‌ای(تبدیل ? UF6?غنی شده به ? UO2?غنی شده): برخی انواع راکتورهای می‌توانند به طور مستقیم از هگزافلورید اورانیوم غنی شده به عنوان سوخت هسته‌ای استفاده کنند اما برای تهیه سوخت هسته‌ای بسیاری انواع دیگر راکتورها لازم است که هگزافلورید اورانیوم غنی شده را به شکل به اصطلاح “میله‌های سوختی” از دی اکسید اورانیوم غنی شده(? (UO2?و یا در موارد معدود، به اورانیوم غنی شده فلزی(? (U?تبدیل کرد.
تبدیل ? UF6?غنی شده به ? UO2?غنی شده نیز خود به دو روش شیمیایی موسوم به خشک و تر انجام می‌گیرد که پرداختن بدانها از حوصله این بحث خارج است.
در پایان این مرحله سوخت هسته‌ای آماده قرارگرفتن در راکتور و آغاز تولید انرژی است. حال که سوخت هسته‌ای با درصد مورد نیاز اورانیوم ????(?حدود ? ??تا ??? درصد) به منظور استفاده در راکتور هسته‌ای آماده شد، عملکرد یک راکتور هسته‌ای را نیز به صورت خلاصه بررسی می‌کنیم

  
همانطور که گفتیم، سوخت هسته‌ای شامل اورانیوم ? ????و اورانیوم ????? است که درصد اورانیوم ? ????با روشهای غنی‌سازی از حدود ? ?/??درصد در وضعیت طبیعی به حدود ? ??تا ? ??درصد در وضعیت غنی شده افزایش یافته‌است. به زبان ساده، درون یک راکتور هسته‌ای اورانیوم ? ????به صورت کنترل شده توسط نوترونها بمباران می‌شود. برخورد نوترونها به هسته اتم اورانیوم ? ????سبب شکست این هسته شده که نتیجه شکست مذکور تولید انرژی و تولید نوترونهای بیشتر است.
کنترل این نوترونهای پر انرژی حاصل شده ضروری است زیرا می‌توانند درون راکتور طی یک فرایند زنجیره‌ای سبب شکست هسته‌های بیشتر اورانیوم ????? و بروز حادثه شوند. برای کاهش انرژی نوترونهای آزاد شده و جذب آنها از مواد نرم‌کننده (از قبیل آب سبک، آب سنگین، گرافیت) و میله‌های مهار کننده(از قبیل کادیوم و یا بور) درون راکتور استفاده می‌شود.
البته تعدادی از این نوترونها نیز پس از شکست هسته اورانیوم ? ، ????با هسته اورانیوم ? ????برخورد کرده و سبب پیدایش ایزوتوپ جدید و ناپایداری از اورانیوم به نام اورانیوم ? ????می‌شوند که خود این ماده نیز در نهایت به یک عنصر رادیواکتیو دیگر به نام پلوتونیوم ? ????بدل می‌شود. پلوتونیوم ????? همانند اورانیوم ? ????خود می‌تواند به عنوان سوخت هسته‌ای مجددا مورد استفاده قرار بگیرد.
انرژی آزاد شده به صورت گرما در پی شکست هسته اورانیوم ? ????درون راکتور، توسط مواد خنک‌کننده و به منظور به حرکت در آوردن توربینهای تولید برق، به خارج از راکتور منتقل می‌شود. این مواد خنک‌کننده یا انتقال‌دهنده انرژی حرارتی(از قبیل گاز دی اکسیی کربن، آب، آب‌سنگین، گاز هلیم و یا سدیم مذاب)، پس از انتقال انرژی به بیرون از راکتور و خنک شدن مجددا به داخل راکتور برمی گردند و این فرایند به صورت مداوم برای تولید برق ادامه می‌یابد.
سوخت مصرف شده در راکتور در پایان کار حاوی حدود ? ???درصد اورانیوم ? ،????حدود یک درصد اورانیوم ? ????شکافته نشده، حدود یک درصد پلوتونیوم و حدود سه درصد مواد پرتوزای حاصل از شکافته شدن اورانیوم ? ????و همچنین عناصر فوق سنگین بوجود آمده درون راکتور است. این سوخت مصرف شده معمولا در تجهیزات دوباره‌سازی به سه جزء اصلی اورانیوم، پلوتونیوم و پس ماندهای پرتوزا تقسیم می‌شود.
به لحاظ تاریخی اولین راکتور هسته‌ای در آمریکا و به منظور استفاده در زیر دریائیها ساخته‌شد. ساخت این راکتور پایه اصلی و استخوان بندی تکنولوژی فعلی نیروگاههای هسته‌ای از نوع ? PWR?را تشکیل می‌دهد. پس از آن شرکت جنرال الکتریک موفق به ساخت راکتورهایی از نوع ? BWR?گردید اما اولین راکتوری که منحصرا جهت تولید برق مورد استفاده قرار گرفت توسط شوروی سابق و در ژوئن ? ?????در “آبنینسک” نزدیک مسکو احداث گردید که بیشتر جنبه نمایشی داشت.
تولید الکتریسیته از راکتورهای هسته‌ای در مقیاس صنعتی در سال ?????? در انگلستان آغاز شد. تا سال ? ?????روند ساخت نیروگاههای هسته‌ای از رشد محدودی برخوردار بود اما طی دو دهه ? ?????تا ? ?????جهش زیادی در ساخت نیروگاههای هسته‌ای بوجود آمد. این جهش طی سالهای ? ?????تا ? ?????که بطور متوسط هر سال ? ???نیروگاه شروع به ساخت می‌کردند، بسیار زیاد و قابل توجه است. پس از دوره جهش فوق یعنی از سال ? ?????تاکنون روند ساخت نیروگاهها کاهش یافته بطوریکه هم اکنون بطور متوسط سالیانه کار ساخت ? ??راکتور هسته ای آغاز می‌شود.
در سالهای گذشته گسترش استفاده از انرژی هسته‌ای برای تولید برق در کشورهای مختلف روندهای گوناگونی داشته‌است. به عنوان مثال کشور انگلیس تا سال ? ?????پیشرو در ساخت نیروگاه‌های هسته‌ای بود، اما پس از آن تاریخ ساخت نیروگاه هسته‌ای در این کشور کاهش یافت. برعکس کشور آمریکا که تا اواخر دهه ? ?????تنها ? ???نیروگاه هسته‌ای داشت در طول دهه‌های ??????و ? ?????بیش از ? ???نیروگاه هسته‌ای دیگر ساخت. هم اکنون کشور فرانسه ? ???درصد از برق مورد نیاز خود را توسط نیروگاه‌های هسته‌ای تولید می‌کند که از این بابت در صدر کشورهای جهان قرار دارد.
گرچه ساخت نیروگاههای هسته‌ای و تولید برق هسته‌ای در جهان از رشد انفجاری اواخر دهه ? ?????تا اواسط ? ?????برخوردار نیست اما کشورهای مختلف همچنان درصدد تامین انرژی مورد نیاز خود از طریق انرژی هسته‌ای هستند. طبق پیش بینی‌های به عمل آمده روند استفاده از برق هسته‌ای تا دهه‌های آینده همچنان روند صعودی خواهد داشت و در این زمینه، منطقه آسیا و اروپای شرقی به ترتیب مناطق اصلی جهان در ساخت نیروگاه هسته‌ای جدید خواهند بود

  
خبر مایه
آمار وبلاگ

بازدید امروز :6
بازدید دیروز :37
کل بازدید : 237738
کل یاداشته ها : 169


طراحی پوسته توسط تیم پارسی بلاگ