انجام پایان نامه

درخواست همکاری انجام پایان نامه  بانک مقالات رایگان انجام پایان نامه

سفارش پایان نامه

|

انجام پایان نامه ارشد

پایان نامه

سفارش پایان نامه|پایان نامه انرژي  هسته اي حق مسلم ماست ؟



پيشگفتار
پيوسته ياد مي كنيم مهربان پروردگاري را كه نامش مزين كننده  نامها و آرامش بخش دل هاست . شكر و سپاس از آن  اوست  چرا كه  نداي دين حقش را آخرين فرستاده اش در داد . او كه قدرت جاودانگي خويش قلم  را به دستانمان داد تا بنويسيم و بخوانيم از اقتدار كشوري مقتدر بنويسيم از كاوشگراني كه در قلبشان عشق به وطن موج مي زند و از اين هوش و توانايي خويش به نحو احسن استفاده مي كنند تا اين مهد دانش شهرتي جهاني پيدا كند . ايران است اين سراي دانش سراي  عشق خانه اي عظيم دوستي ها و مهد علم .
ايران اي مادر هميشه هشيار اي كه صاحب خاكي هستي كه از دانش سنگهايي بيرون مي آيد كه ذهن هر متفكري را از آن خود مي كند به ياد مي آوري روزهايي كه خورشيد آسمان  تو شاهد پيروزي فرزندانت بود خاطرت هست شب هايي كه مهتاب نظاره گر حركات دستان  پرتكاپوي تلاشگراني بود كه  در كارخانه ها كار مي كردند تا شايد خدمتي كوچك به اين ملت  شريف تو كنند . مي دانم كه مي داني حركت چرخ انرژي پديد اورنده تمام نيروها فقط به دست يكتا پروردگار من هست  و بس انرژي عظيم كه در دل كوچك هر ذره نهفته است . نيرويي كه در كوچكترين ذره اي از اين هستي جاي گرفته  و بزرگترين كار در دنياي علم انجام ميدهد . بله انرژي اتمي .
صنعت  اتمي جاي خودش را در چرخ صنعت يافته و يكي از سكانسهاي كشتي كشور به دست گرفته متخصصان كشور محبوب با بهره گيري از علم و دانش خويش كشور ايران را با دنياي نوين علم و انرژي اتمي همگام ساخته اند .  اميدوارم شاهد پيروزي روز افزون كشورمان در علم باشيم .
 
مراحل تحقيق :
1-انتخاب موضوع  و تعريف آن:
موضوع انرژي هسته اي حق مسلم ماست  ايران بايد در فناوري هسته اي جايگاه بالايي داشته باشد .
2- تحديد موضوع تحقيق :
علت مخالفت هاي كشورهاي خارجي  دربرخورداري ايران از فناوري هسته اي چيست ؟ و چرا ايرن بايد از فناوري  هسته اي برخودار باشد ؟
3-جستجو و مطالعه ي منابع تحقيقي :
ضمن مطالعه ي مقالات در رابطه با انرژي هسته اي و نقش  ايران در فعا ليت هاي هسته اي در روزنامه ها و مجلات با مراجعه به كتابها و سايتهاي اينترنتي اطلاعات بيشتري دريافت نموده ايم .
4-ارائه ي فرضيه :
با توجه به اين مسئله سوخت هاي فسيلي رو به اتمام است همه ي كشورهاي جهان از جمله ايران بايد حق استفاده از فناوري هسته اي را داشته باشند .
5- انتخاب فنون و روش تحقيق :
مجموه ي حاضر تحقيقي كتابخانه ايست و براي تكميل آن از مطالعه استفاده شده است .
6- جمع آوري اطلاعات :
با مطالعه بر روي كتابها ، مجلات ، روزنا مه ها و منابع اينترنتي اطلاعات لازم  را جمع آوري كرده ايم .
7- تجزيه و تحليل اطلاعات :
اطلاعات جمع آوري شده بر اساس موضوع دسته بندي كرده و اطلاعات اضافي را حذف نموده ايم .
8- ارائه ي نظريه يا تئوري:
انرژي هسته اي حق مسلم تمامي مردم كشور عزيزمان است و برخورداري از اين فناوري ما را به كسب موفقيت هاي بالايي مي رساند.

 
مقدمه :
انرژي هسته اي در جهان
انرژي هسته اي از جمله انرژي هايي است  كه كاربرد زيادي در سطح جهان دارد .  در حال حاضر ، ظرفيت نيروگاه هاي هسته اي جهان بيش از 350 هزار مگاوات است كه  پيش بيني مي شود تا سال 2020 به 359 هزار گيگاوات برسد. انرژي هسته اي داراي مزايايي است كه كاربرد آن را افزايش مي دهد . به عنوان  مثال، اين انرژي كمترين تاثير را بر محيط دارد ، همچنين به صرفه و اقتصادي است و در زمينه امنيت ملي انرژي نقش عمده اي دارد.  نيروگاههاي هسته اي  را بر اساس راكتوري كه در آن  استفاده مي شود  تقسيم بندي مي كنند .  در حال حاضر 5 كشور جهان از انرژي هسته اي براي توليد الكتريسيته استفاده مي كنند. اگر چه تعداد نيروگاههاي هسته اي  كمتر از تعداد راكتورهايي است كه دردهه هاي 70 و 80 ساخته شده ولي ميزان الكتريسيته توليدي بيشتر است .
 
توسعه انرژي هسته اي اولويت دير شده ايران
ايسكانيوز –  در حال حاضر پيش از 400 نيروگاه هسته اي  در جهان فعال است و تعداد زيادي راكتور تحقيقاتي هم در جهت پيشبرد علوم و فنون مورد استفاده قرار مي گيرد .
بهره برداري انرژي هسته اي با خريد راكتور 5 مگاواتي و نصب آن توسط امريكايي ها در سال 46 در دانشگاه تهران آغاز شد.
قبل از انقلاب بيش از 2 ميليارد دلار جهت  احداث فاز يك و دو نيروگاه بوشهر هزينه شده بود ، بعد از انقلاب به سبب جنگ و شرايط بوجود آمده اين روند متوقف شد .
اگر طبق روال پيش مي رفت پروژه در زمان  معقول به نتيجه مطلوب مي رسيد و در حال حاضر ايران بيش از 25 سال  تجربه اندوزي در تكنولوژي هسته اي داشت و يا حداقل براي نگهداري يك نيروگاه تجربه كافي بدست آمده بود كه مي توانست سرمايه  عظيمي باشد .
با اين حال طرح تكميلي نيروگاه اتمي بوشهر با توجه  به اينكه فقط روسها مايل به همكاري بودند با تكنولوژي راكتورهاي روسي  WWER در سال 1996 آغاز شد  كه در سال 2006 به اتمام خواهد رسيد .  دليل طولاني شدن پروژه به تفاوت در تكنولوژي مختلف آلمان و روس برمي گردد . البته اگر يك نيروگاه 1000 مگاواتي ديگر را روسها از پايه  شروع كنند در ظرف 5 سال تحويل  خواهند داد ، مويد اين مسئله قراردادي است كه با طرف چيني منعقد  كرده اند . ولي اين را مي توان  گفت :  علت اصلي  طولاني شدن پروژه  كه پر هزينه ترين  راكتور هسته اي  جهان است ، فشارهاي پي در پي امريكا و اتحاديه اروپايي به روسيه براي توقف همكاري با ايران است ، البته خود روسها هم تمايل چنداني به اتمام پروژه  بوشهر  به اين  زوديها  ندارد چرا كه  ايران نشان داده است توان طراحي و توليد  دستگاه ها و قطعات راكتور هسته اي  را  داراست ودر اندك  زماني به اين  بلوغ  رسيده است .
به هر حال  با توجه  به سرمايه گذاري هاي كلان دنيا  در بخش انرژي هسته اي  و عقب افتادگي ايران در اين صنعت و افزايش مزيت ها  و منافع انرژي هسته اي  در جهان  امروز ، اولويت سرمايه گذاري و توسعه انرژي هسته اي ، اولويتي دير بايد تلقي كرد  و ايران براي عضويت در باشگاه  دارندگان تكنولوژي هسته اي توانايي قابل توجه  براي عرضه  ندارند و حركت شتابان امروز جبران عقب ماندگي ديروز است.
انرژي هاي تجديد شونده پاسخي به كمبود  انواع انرژي هاي فسيلي در آينده اي نزديك هستند ، كه بيش از هر چيز به بخش حمل و نقل  و تامين گرما و سرما مربوط مي باشند .  مطابق نظريه ي كارشناسي و رسمي  كمپاني هاي دايملر كرايسلر ، فولس واگن و فورد، مواد قابل سوخت حاصل از پروسه هاي بيولوژيكي يا بيواتانول ، بيوديزل و بيوگاز از جهت  هزينه بسيار مناسب تر هستند و سريع تر قابل دسترسي تا مثلاً هيدروژن حاصل از الكتريسيته ي هسته اي كه براي آن بايد  يك زير ساخت جديد و بسيار پر هزينه ايجاد كرد .







 
تشريح ساختمان  اتم :
دسته ي بسيار ريز مركز اتم حاوي عظيم ترين نيرويي است كه  تاكنون كشف شده است (1) انرژي شيميايي يك نوع انرژي اتمي است كه درون اتم ها  و مولكول ها نهفته است . نوع ديگر انرژي  هسته اي  مي باشد كه در مركز اتم هاي هسته قرار دارد .  هسته از اجزاي ريزي به نام پروتون و نوترون تشكيل شده است . پروتون ها داراي بار الكتريكي مثبت مي باشد در حالي كه نوترون ها بار الكتريكي ندارند. هسته  توسط الكترونها كه داراي بارالكتريكي منفي است احاطه شده . بار مثبت پروتون ها و بار منفي الكترونها باعث مي شود كه آنها به سوي يكديگر جذب شوند ، اجزاي هر اتم توسط اين نيروي جاذبه كنار هم  نگه داشته مي شوند . (2)
هسته اتم هر عنصر از پروتون و نوترون تشكيل شده است كه مجموع تعداد آنها را عدد اتمي آن عنصر ،و به آنها نوكلئون ميگويند . لازم به ذكر است جرم نوترون 675/1 ضربدر 10 به توان منفي 27 كيلو گرم ، و جرم پروتون 673/1 ضربدر 10 به توان منفي 27 ميباشد .
پروتون هاي تشكيل دهنده هسته اتم چون داراي بار مثبت هستند پس طبيعي است كه يكديگر را دفع كنند براي جلوگيري از اين اتفاق نوترون ها مانند چسبي از متلاشي شدن هسته جلوگيري ميكنند . الكترون ها نيز در مدارات بيضي شكل و نامنظم در اطراف هسته با سرعت بسيار زياد در حال گردشند و هر چه اين الكترون ها به لايه والانس نزديكتر مي شوند تعلق آنها به هسته كاهش ميابد .(بر اساس مدل اتمي بور)
اما اگر بخواهيم علمي تر بحث كنيم بايد بگوييم تقريبا سه نيرو در هسته هر اتم وجود دارد كه يكي از آنها سعي در انهدام هسته و دوتاي ديگر سعي در پايداري هسته دارند . اولي نيروي كولني يا مان دافعه پروتوني ميباشد ، دومي نيروي گرانش ناشي از جاذبه بين ذرات جرم دار است و سومي كه مهمتر ين دليل جلوگيري از متلاشي شدن هسته ميباشد همان نيروي هسته اي است . دقت كنيد نيروي كوليني بسيار ناچيز است و نميتواند به تنهايي هسته را متلاشي كند و نيروي گرانش ذرات نيز بسيار كم ميباشد و توانايي در تعادل نگهداشتن هسته را ندارد در واقع اين نيروي هسته اي است كه اتم را در تعادل نگه داشته و از وا پاشيده شدن نوكلئون ها جلوگيري مي كند . براي توضيح اين نيرو بايد گفت اگر فاصله بين پروتون و نوترون از 5 ضربدر 10 به توان منفي 15 متر بيشتر شود نيروي هسته اي وجود ندارد ، برعكس اگر اين فاصله از مقدار ياد شده كمتر نيروي هسته اي بيشتر ميشود بدين طريق هسته از متلاشي شدن نجات ميابد .
سال 1905 در يك آپارتمان كوچك در شماره 49 خيابان كرامر گاسه در برلين ( منزل مسكوني انيشتن ) اتفاق بزرگي افتاد . كسي چه ميدانست با كشف فرمول معروف نسبيتE= mc2 ميتوان جان هزاران را در هيروشيما و ناكازاكي گرفت و يا اينكه براي ميليون ها نفر در سراسر جهان برق و انرژي توليد كرد؟/
فرمول E= mc2 به ما ميگويد كه اندازه انرژي آزاد شده برابر است با تغييرات جرم جسم تبديل شده در مجذور سرعت نور . به اين معني كه اگر ما جسمي به جرم مثلا يك كيلو گرم را با سرعتي نزديك به سرعت نور به حركت در آوريم انرژي معادل 9ضربدر 10 به توان 16 ژول خواهيم داشت كه رقم بسيار وحشتناكي است ولي واقعيت اين است كه چنين چيزي غير ممكن است !!! چرا ؟
چون بر اساس همان  فرمول  نسبيت حركت با سرعت نور براي  اجسام  غير ممكن است .  براي درك  بهتر  موضوع  فرمول  را به شكل  ديگري  مينويسيم : m=E/C2 اگر C2 ثابت  فرض  شود به روشني پيداست  كه انرژي و جرم نسبت مستقيم  با يكديگر  دارند حال اگر  ما بخواهيم جسمي  به جرم m را با سرعت  نور ©   به حركت در اوريم طبيعتا بايد به ان انرژي بدهيم و از انجا  كه m وE با يكديگر نسبت مستقيم  دارند پس هر چه  انرژي بيشتر شود m نيز بزرگتر ميشودودر واقع  قسمت  اعظم انرژي  صرف  ازدياد جرم ميشود  تا سرعت  دادن به جسم . پس تقريباً به بي نهايت انرژي نياز داريم  و اين همان  چيزي است كه  حركت با سرعت نور را  براي اجسام غير ممكن ميكند . (3)
آزمون تئوري نسبيت: حق با انتيشتن بود
دقيق ترين  ژيروسكوپ جهان براي آزمايش تئوري اينشتين آماده شده  است .  يك فضا پيماي ناسا كه  براي آزمودن  دو پيش بيني  مهم  تئوري نسبيت عام اينشتين طراحي شده است براي پرتاب ماموريت كاوشگري گرانش E Gravity Probe B mission از چهار ژيروسكوپ بسيار دقيق استفاده  مي كند تا تئوري اينشتين را كه در سال 1916 ارائه شده است  در بوته  آزموني ديگر  قرار دهد .  طبق اين تئوري  اينشتين ، فضا  و زمان  در اطراف اجسام  بسيار سنگين تغيير شكل يافته و خميده  مي شود . اين ماموريت  توسط ناسا طراحي شده است و مركز مارشال اجراي آن را عهده دارد .
يك فضا پيماي ناسا كه براي آزمايش دو پيش بيني مهم تئوري نسبيت عالم آلبرت اينشتين طراحي  شده است  در تاريخ 17 آوريل 19 فروردين  سال جاري از پايگاه  نيروي هوايي واندنبرگ كاليفرنيا به فضا پرتاب مي شود . ماموريت كاوشگر گرانش ناسا كه GP-B  نيز ناميده مي شود ، از چهار ژيروسكوپ بسيار دقيق استفاده مي كند. اين ژيروسكوپ ها در يك ماهواره  ويژه  در مداري به دور زمين مي چرخند و دو قسمت از پيشگويي هاي غير معمول تئوري اينشتين را كه  در سال 1916 ارائه شده است عملاً مورد آزمايش قرار مي دهند . كه فضا و زمان  به دليل وجود اجسام  بسيار  سنگين  خميده  مي شود . دو اثري كه قرار است  در اين  برنامه آزمايش شوند عبارتند از : ژئودتيك كه نشان دهنده ميزاني از انحناي فضا زمان اطراف زمين در حالت سكون و اثر كشش چارچوب  frame dragging كه نشان دهنده ميزان كشش  فضا زمان اطراف زمين به دليل چرخش آن است . (4)
پايداري و ناپايداري :
اگر ما 13 پروتون را با 4 نوترون تركيب كنيم هسته اي خواهيم  داشت  كه اگر 13 الكترون در اطراف  آن گردش كنند يك اتم  آلومينيوم  را ميسازند . حال اگر ميلياردها عدد از اين  اتم ها  را در كنار هم قرار دهيم  آلومينيوم را مي سازيم  ( AL27 ) كه با ان انواع  وسايل  نظير قوطي ها و درب و پنجره ها و غيره ... را ميتوان ساخت .
حال اگر همين آلومينيوم  را در شيشه اي قرار دهيم !  و چند ميليون  سال به عقب برگرديم  اين آلومينيوم هيچ  تغييري نخواهد كرد  پس آلومينيوم  عنصري پايدار  است .  تا حدود يك قرن  پيش تصور بر اين بود  كه تمام  عناصر پايدار هستند .  مسله  مهم ديگر  اينكه بسياري از اتم ها  در شكل متفاوتي ديده مي شوند .  براي مثال : مس دو شكل پايدار  دارد مس 63 و مس 65 كه به اين  دو نوع  ايزوتوپ گفته مي شود . هر دوي انها 29 پروتون   دارند اما چون  در عدد جرمي 2 واحد  فرق دارند به سادگي مي توان  فهميد كه تعداد نوترون هاي اولي 34 و ديگري 36 است  و هر دوي انها پايدار هستند. در حدود يك  قرن پيش دانشمندان متوجه  شدند كه همه  عناصر ايزوتوپ هايي دارند مه راديواكتيو هستند .مثلا: هيدروژن را در نظر بگيريد در مورد اين عنصر سه ايزوتوپ شناخته شده است .
1-    هيدروژن معمولي يا نرمال ( H1 ) در هسته اتم حو يك پروتون دارد و بدون هيچ نوتروني . البته واضح است چون نيازي نيست تا خاصيت چسبانندگي خود را نشان دهد چرا كه پروتون ديگري وجود ندارد .
2-    هيدروژن دو تريم كه يك پروتون و يك نوترون دارد و در طبيعت بسيار نادر است . اگر چه  عمل آن بسيار شبيه هيدروژن نوع اول است براي مثال ميتوان از آن آب ساخت اما ميزان بالاي آن سمي است .
هر دو ايزوتوپ ياد شده پايدار هستند اما ايزوتوپ ديگري از هيدروژن وجود دارد كه ناپايدار ست !
3-    ايزوتوپ سوم هيدروژن كه شامل دو نوترون و يك پروتون ست . همان طور كه قبلاً گفته شد  اين نو هيدروژن ناپايدار است . يعني اگر مجددا ظرفي برداريم و اين بار درون آن را با اين نوع از هيدروژن پر كنيم و يك ميليون سال  به عقب برگرديم متوجه ميشويم كه ديگر هيدروژني نداريم و همه آن به هليم 3 تبديل شده است (2پروتون و يك نوترون )  و اين ها همه  توضيحاتي  ساده در مورد پايداري و ناپايداري بود .
در يك  پاراگراف ساده ميتوان گفت كه هر چه هسته اتم سنگين تر شود  تعداد ايزوتوپ ها بيشتر ميشود و هر  و هر چه تعداد ايزوتوپ ها  بيشتر  شود امكان بوجود آمدن هسته هاي ناپايدار نيزبيشتر خواهد شدودر نتيجه احتمال وجود نوع راديواكتيو نيز بيشتر ميشود.
به طور كلي انرژي موجود  در هسته  به دو روش آزاد ميشود :
1-    روش شكاف هسته اي كه در آن يك اتم  سنگين مانند اورانيوم تبديل به دو اتم سبكتر ميشود. و يا به عبارتي ديگر وقتي  كه هسته اي سنگين به دو يا چند هسته با جرم متوسط تجزيه  ميشود ميگويند شكافت هسته اي رخ داده است و وقتي هسته اي  با عدد اتمي زياد شكافته شود مقداري از جرم آن ناپديد و به انرژي تبديل ميشود(طبق قانون نسبيت).
2-    روش همجوشي (گداخت هسته اي ) كه در آن دو اتم سبك مانند هيدروژن تبديل به يك اتم سنگين مانند هليم  ميشود.درست همانند اتفاقي كه در حال حاضر در خورشيد مي افتد كه در هر دو حالت  انرژي قابل توجهي آزاد مي شود .
در حال حاضر اكثر بمب هاي هسته اي  و نيروگاههاي  هسته اي به روش شكافت هسته عمل ميكنند .
حال دوباره  به توضيحات مربوط اتم برميگرديم .دراينجا لازم است نكاتي را در مورد پايداري و ناپايداري توضيح دهيم (5)   
شكافت هسته اي
در واكنشهاي شكافت هسته اي مقادير زيادي نيز انرژي آزاد مي گردد اما مسئله  مهمتر اينكه  نتيجه شكستن هسته 235U  آزادي دو نوترون  است كه مي تواند دو هسته ديگر را شكسته  و چهار نوترون را بوجود آورد . اين چهار نوترون  نيز چهار هسته 235U   را مي شكند. چهار هسته شكسته شده توليد هشت نوترون مي كنند كه قادر  به شكستن همين  تعداد  هسته  اورانيوم  مي باشند . سپس شكست  هسته اي  و ازاد  شدن نوترونها بصورت  زنجيروار به سرعت  تكثير و توسعه  مي يابد . در هر دوره تعداد نوترون ها دو برابر مي شود در يك لحظه  واكنش زنجيري خود بخودي شكست هسته اي شروع مي گردد .در واكنشهاي كنترل شده  هسته اي تعداد شكست در واحد زمان و نيز مقدار انرژي بتدريج افزايش يافته و پس از رسيدن به مقداري  دلخواه ثابت نگهداشته مي شود .

  انرژي  شكافت هسته اي
كشف انرژي هسته اي  در جريان  جنگ جهاني دوم صورت گرفت  و اكنون براي شبكه برق بسياري از كشورهاي زاروان كيلو وات  تهيه  مي كند (نيروگاه هسته اي ) . بحران انرژي بر اثر بالا رفتن  قيمت نفت در سال 1973 استفاده از انري  شكافت هسته اي  بيشتر  وارد صحنه  كرد و در حال حاضر ممالك اروپايي انرژي هسته اي را تنها انرژي مي داند كه مي تواند در اكثر  موارد  جايگزين  نفت شود .  استفاده  از انرژي شكافت هسته اي كه بر روي  يك ماده  قابل احتراق كاني كه بصورت محدود پايه گذاري مي شود براي ساير  كشورها  خطرات بسيار  دارد در حال حاضر توليد الكتريسيته  با استفاده  از شكافت  هسته اي  كنترل  شده به ميزان زيادي توسه  يافته  و مورد قبول واقع شده است  . توليد انرژي هسته اي در كشورهاي توسعه يافته بخش مهمي از طرح انرژي ملي را تشكيل مي دهد.
انرژي بستگي هسته اي
مي توان تصور كرد كه  جرم هسته M  با جمع كردن  Z (تعداد پروتونها ) ضربدر جرم پروتون وN تعداد نوترونها ضربدر جرم نوترون بدست مي آيد .


انجام پایان نامه

برای دیدن ادامه مطلب از لینک زیر استفاده نمایید

سفارش پایان نامه