دانلود تحقیق کامل درمورد چرخه سوخت هسته اى و اجزاى تشکیل دهنده آن

اختصاصی از اس فایل دانلود تحقیق کامل درمورد چرخه سوخت هسته اى و اجزاى تشکیل دهنده آن دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

لینک پرداخت و دانلود *پایین مطلب*
فرمت فایل:Word (قابل ویرایش و آماده پرینت)
تعداد صفحه: 13

چرخه سوخت هسته اى و اجزاى تشکیل دهنده آن

انرژى هسته اى با توجه به ویژگى هاى حیرت انگیزش در آزادسازى حجم بالایى از انرژى در قبال از میان رفتن مقادیر ناچیزى از جرم، به عنوان جایگزین سوخت هاى پیرفسیلى که ناجوانمردانه در حال بلعیده شدن هستند، مطرح شده است. ایران نیز با وجود منابع گسترده نفت و گاز به دلیل کاربردهاى بهترى که سوخت هاى فسیلى نسبت به سوزانده شدن در کوره ها و براى تولید حرارت دارند، براى دستیابى به این نوع از انرژى تلاش هایى را از سال هاى دور داشته است و در سال هاى پس از انقلاب همواره مورد اتهام واقع شده که هدف اصلى اش نه فناورى صلح آمیز که رسیدن به فناورى تسلیحات هسته اى است.
در این گفتار پیش از آن که وارد مباحث متداول دیپلماتیک شویم نگاهى خواهیم انداخت به چرخه سوخت هسته اى و اجزاى تشکیل دهنده آن، همچنین مرز میان کاربرد صلح آمیز و تسلیحاتى را نشان خواهیم داد.چرخه سوخت هسته اى شامل مراحل استخراج، آسیاب، تبدیل، غنى سازى، ساخت سوخت باز تولید و راکتور هسته اى است و به یک معنا کشورى که در چرخه بالا به حد کاملى از خودکفایى و توسعه رسیده باشد با فناورى تولید سلاح هاى هسته اى فاصله چندانى ندارد.
• استخراج
در فناورى هسته اى، خواه صلح آمیز باشد یا نظامى، ماده بنیادى موردنیاز، اورانیوم است. اورانیوم از معادن زیرزمینى و همچنین حفارى هاى روباز قابل استحصال است. این ماده به رغم آن که در تمام جهان قابل دستیابى است اما سنگ معدن تغلیظ شده آن به مقدار بسیار کمى قابل دستیابى است.
زمانى که اتم هاى مشخصى از اورانیوم در یک واکنش زنجیره اى دنباله دار که به دفعات متعدد تکرار شده، شکافته مى شود، مقادیر متنابهى انرژى آزاد مى شود، به این فرآیند شکافت هسته اى مى گویند. فرآیند شکاف در یک نیروگاه هسته اى به آهستگى و در یک سلاح هسته اى با سرعت بسیار روى مى دهد اما در هر دو حالت باید به دقت کنترل شوند. مناسب ترین حالت اورانیوم براى شکافت هسته اى ایزوتوپ هاى خاصى از اورانیوم ۲۳۵ (یا پلوتونیوم ۲۳۹) است. ایزوتوپ ها، اتم هاى یکسان با تعداد نوترون هاى متفاوت هستند. به هرحال اورانیوم ۲۳۵ به دلیل تمایل باطنى به شکافت در واکنش هاى زنجیرى و تولید انرژى حرارتى به عنوان «ایزوتوپ شکافت» شناخته شده است. هنگامى که اتم اورانیوم ۲۳۵ شکافته مى شود دو یا سه نوترون آزاد مى کند این نوترون ها با سایر اتم هاى اورانیوم ۲۳۵ برخورد کرده و باعث شکاف آنها و تولید نوترون هاى جدید مى شود.براى روى دادن یک واکنش هسته اى به تعداد کافى از اتم هاى اورانیوم ۲۳۵ براى امکان ادامه یافتن این واکنش ها به صورت زنجیرى و البته خودکار نیازمندیم. این جرم مورد نیاز به عنوان «جرم بحرانى» شناخته مى شود.باید توجه داشت که هر ۱۰۰۰ اتم طبیعى اورانیوم شامل تنها حدود هفت اتم اورانیوم ۲۳۵ بوده و ۹۹۳ اتم دیگر از نوع اورانیوم ۲۳۸ هستند که اصولاً کاربردى در فرآیندهاى هسته اى ندارند.
• تبدیل اورانیوم
سنگ معدن اورانیوم استخراج شده در آسیاب خرد و ریز شده و به پودر بسیار ریزى تبدیل مى شود. پس از آن طى فرآیند شیمیایى خاصى خالص سازى شده و به صورت یک حالت جامد به هم پیوسته که از آن به عنوان «کیک زرد» (yellow cake) یاد مى شود، درمى آید. کیک زرد شامل ۷۰ درصد اورانیوم بوده و داراى خواص پرتوزایى (radioactive) است.
هدف پایه اى دانشمندان هسته اى از فرآیند غنى سازى افزایش میزان اتم هاى اورانیوم ۲۳۵ است که براى این هدف اورانیوم باید اول به گاز تبدیل شود. با گرم کردن اورانیوم تا دماى ۶۴ درجه سانتیگرادى حالت جامد به گاز هگزا فلوئورید اورانیوم (UFG) تبدیل مى شود. هگزافلوئورید اورانیوم خورنده و پرتوزا است و باید با دقت جابه جا شود، لوله ها و پمپ ها در کارخانه هاى تبدیل کننده به صورت ویژه اى از آلیاژ آلومینیوم و نیکل ساخته مى شوند. گاز تولیدى همچنین باید از نفت و روغن هاى گریس به جهت جلوگیرى از واکنش هاى ناخواسته شیمیایى دور نگه داشته شود.
• غنى سازى
هدف غنى سازى مشخصاً افزایش میزان اورانیوم ۲۳۵ _ ایزوتوپ شکافت _ است.
اورانیوم مورد نیاز در مصارف صلح آمیز نظیر راکتورهاى هسته اى نیروگاه ها باید شامل دو تا سه درصد اورانیوم ۲۳۵ باشد اما اورانیوم مورد نیاز در تسلیحات اتمى باید شامل بیش از نود درصد اورانیوم ۲۳۵ باشد.شیوه متداول غنى سازى اورانیوم سانتریفوژ کردن گاز است. در این روش هگزافلوئورید اورانیوم در یک محفظه استوانه اى با سرعت بالا در شرایط گریز از مرکز قرار مى گیرد. این کار باعث جدا شدن ایزوتوپ هاى با جرم حجمى بالاتر از اورانیوم ۲۳۵ مى شود (اورانیوم ۲۳۸). اورانیوم ۲۳۸ در طى فرآیند گریز از مرکز به سمت پائین محفظه کشیده شده و خارج مى شود، اتم هاى سبک تر اورانیوم ۲۳۵ از بخش میانى محفظه جمع آورى و جدا مى شود.
اورانیوم ۲۳۵ تجمیع شده پس از آن به محفظه هاى گریز از مرکز بعدى هدایت مى شود. این فرآیند بارها در میان زنجیرى از دستگاه هاى گریز از مرکز در کنار هم چیده شده تکرار مى شود تا خالص ترین میزان اورانیوم بسته به کاربرد آن به دست آید.از اورانیوم غنى شده در دو نوع سلاح هسته اى استفاده مى شود یا به صورت مستقیم در بمب هاى اورانیومى و یا طى چند مرحله در بمب هاى پلوتونیومى مورد استفاده قرار مى گیرد.

این فقط قسمتی از متن مقاله است . جهت دریافت کل متن مقاله ، لطفا آن را خریداری نمایید