• مشکی
  • سفید
  • سبز
  • آبی
  • قرمز
  • نارنجی
  • بنفش
  • طلایی
تعداد مطالب : 159
تعداد نظرات : 32
زمان آخرین مطلب : 5112روز قبل
آموزش و تحقيقات
انرژی هسته ای این روزها در مجلات ، روزنامه ها ، تلویزیون و ... از همه چیز می شنویم ولی بیشتر از همه فعالیت های صلح آمیز و غیر صلح آمیز هسته ای است كه ذهنمان را مشغول می سازد.در اینجا سعی بر آن است كه مطالب حتی الامكان به صورت عامه فهم و به گونه ای كه حق مطلب ادا شود ،برای شما پیرامون بمب های هسته ای ، تشعشعات هسته ای و نیروگاههای هسته ای عنوان شود. قبل از اینكه به اصل موضوع بپردازیم خدمت دوستان خوبم باید عرض كنم كه این مطالب ممكن است برای عده ای از دوستان بسیار پیش پا افتاده وساده باشه به هر حال شما به بزرگی خودتون ببخشید و این را هم در نظر بگیرید كه مخاطب های این وبلاگ ممكنه از هر قشری باشند پس ما هم مجبوریم كه ملاحظه حال اونا رو هم بكنیم.... و اما اصل موضوع.... می دانیم كه دنیای اطرافمان از 92 عنصر موجود در طبیعت ساخته شده است. به این شكل كه عناصر از اتم ها ساخته شده اند وتشكیل مولكول آن عنصر را می دهند و اگر این مولكولها در كنار یكدیگرقرار گیرند ماده بوجود می آید. بسیاری از مواد از عناصر مختلف تشكیل شده اند بنابراین اتم های مختلفی در آنها وجود دارد. لازم به ذكر است قطر اتم 10 به توان منفی ده متر می باشد و اندازه هسته در مركز اتم0001/0 بزرگی اتم كوچكتر است و یا به عبارتی دقیقتر قطر كامل هسته به طور میانگین 10به توان منفی 15 متر می باشد. ابتدا به تشریح ساختمان اتم می پردازیم: در داخل هر اتم سه ذره وجود دارد:الكترون با بار منفی , پروتون با بار مثبت و نوترون خنثی. بارهای همنام یكدیگر را دفع و بارهای غیر همنام یكدیگر را جذب می كنند به جز نوترون كه هیچ عكس العملی ندارد. هسته اتم هر عنصر از پروتون و نوترون تشكیل شده است كه مجموع تعداد آنها را عدد اتمی آن عنصر وبه آنها نوكلئون می گویند. لازم به ذكر است جرم نوترون 675/1ضربدر 10 به توان منفی 27 كیلوگرم و جرم پروتون 673/1ضربدر 10 به توان منفی 27 می باشد. پروتون های تشكیل دهنده هسته اتم چون دارای بار مثبت هستند پس طبیعی است كه یكدیگر را دفع كنند برای جلوگیری از این اتفاق نوترون ها مانند چسبی از متلاشی شدن هسته جلوگیری می كنند.الكترون ها نیز در مدارات بیضی شكل و نامنظم در اطراف هسته با سرعت بسیار زیاد در حال گردشند و هر چه این الكترون ها به لایه والانس نزدیكتر می شوند تعلق آنها به هسته كاهش می یابد(بر اساس مدل اتمی بور). اما اگر بخواهیم علمی تر بحث كنیم باید بگوئیم تقریبا سه نیرو در هسته هر اتم وجود داردكه یكی از آنها سعی در انهدام هسته و دو تای دیگر سعی در پایداری هسته دارند. اولی نیروی كولنی یا همان دافعه پروتونی می باشد ، دومی نیروی گرانش ناشی از جاذبه بین ذرات جرم دار است و سومی كه مهمترین دلیل جلوگیری از متلاشی شدن هسته می باشد همان نیروی هسته ای است. دقت كنید نیروی كولنی بسیار ناچیز است و نمی تواند به تنهایی هسته را متلاشی كند و نیروی گرانش ذرات نیز بسیار كم می باشد و توانایی در تعادل نگه داشتن هسته را ندارد ، در واقع این نیروی هسته ای است كه اتم را در تعادل نگه داشته و از واپاشیده شدن نوكلئون ها جلوگیری می كند. برای توضیح این نیرو باید گفت اگر فاصله بین پروتون و نوترون از 5 ضربدر 10 به توان منفی 15 متر(5فمتو متر) بیشتر شود نیروی هسته ای وجود ندارد ، بر عكس اگر این فاصله از مقدار یاد شده كمتر شود نیروی هسته ای بیشترمی شود بدین طریق هسته از متلاشی شدن نجات می یابد. سال 1905 در یك آپارتمان كوچك در شماره 49 خیابان كرامر گاسه در برلین (منزل مسكونی اینشتین)اتفاق بزرگی افتاد ؛ كسی چه می دانست با كشف فرمول معروف نسبیت خاص E=mc2 می توان جان هزاران نفر را در هیروشیما و ناكازاكی گرفت و یا اینكه برای میلیون ها نفر در سراسر جهان برق و انرژی تولید كرد ؟! فرمول E=mc2 به ما می گوید كه اندازه انرژی آزاد شده برابر است با تغییرات جرم جسم تبدیل شده در مجذور سرعت نور. به این معنی كه اگر ما جسمی به جرم مثلا یك كیلوگرم را با سرعتی نزدیك به سرعت نور به حركت درآوریم انرژی معادل 9ضربدر10به توان 16 ژول خواهیم داشت كه رقم بسیار وحشتناكی است ولی واقعیت این است كه چنین چیزی غیر ممكن است !!! چرا ؟ چون بر اساس همان فرمول نسبیت حركت با سرعت نور برای اجسام غیر ممكن است. برای درك بهتر موضوع فرمول را به شكل دیگری می نویسیم : m=E/C2 اگر C2 ثابت فرض شود به روشنی پیداست كه انرژی و جرم نسبت مستقیم با یكدیگر دارند ، حال اگر ما بخواهیم جسمی به جرم m را با سرعت نور © به حركت درآوریم طبیعتا باید به آن انرژی بدهیم و از آنجا كه m و E با یكدیگر نسبت مستقیم دارند پس هر چه انرژی بیشتر شود m نیز بزرگتر می شود و در واقع قسمت اعظم انرژی صرف ازدیاد جرم می شود تا سرعت دادن به جسم . پس تقریبا به بی نهایت انرژی نیاز داریم و این همان چیزی است كه حركت با سرعت نور را برای اجسام غیر ممكن می كند. قبل از اینكه توضیحات بیشتری داده شود لازم است كمی هم در مورد راههای آزاد كردن انرژی هسته ای بگوئیم. به طور كلی انرژی موجود در هسته به دو روش آزاد می شود : 1 - روش شكافت هسته ای كه در آن یك اتم سنگین مانند اورانیوم تبدیل به دو اتم سبكتر می شود . ویا به عبارتی دیگر وقتی كه هسته ای سنگین به دو یا چند هسته با جرم متوسط تجزیه می شود می گویند شكافت هسته ای رخ داده است و وقتی هسته ای با عدد اتمی زیاد شكافته شود , مقداری از جرم آن ناپدید و به انرژی تبدیل می شود(طبق قانون نسبیت). 2 - روش همجوشی (گداخت هسته ای) ؛ كه در آن دو اتم سبك مانند هیدروژن تبدیل به یك اتم سنگین مانند هلیم می شود. درست همانند اتفاقی كه در حال حاضر در خورشید می افتد ، كه در هر دو حالت انرژی قابل توجهی آزاد می شود. در حال حاضر اكثر بمب های هسته ای ونیروگاههای هسته ای به روش شكافت هسته عمل می كنند . حال دوباره به توضیحات مربوط اتم بر می گردیم . در اینجا لازم است نكاتی را در مورد پایداری و ناپایداری توضیخ دهیم... اگر ما 13 پروتون را با 14 نوترون تركیب كنیم هسته ای خواهیم داشت كه اگر 13 الكترون در اطراف آن گردش كنند یك اتم آلومینیوم را می سازند .حال اگر میلیاردها عدد از این اتم ها را در كنار هم قرار دهیم آلومینیوم را می سازیم(AL27) كه با آن انواع وسایل نظیر قوطی ها و درب وپنجره ها و .... را می توان ساخت. حال اگر همین آلومینیوم را در شیشه ای قرار دهیم ! و چند میلیون سال به عقب برگردیم این آلومینیوم هیچ تغییری نخواهد كرد ,پس آلومینیوم عنصری پایدار است . تا حدود یك قرن پیش تصور بر این بودكه تمام عناصر پایدار هستند. مساله مهم دیگر اینكه بسیاری از اتم ها در اشكال متفاوتی دیده می شوند . برای مثال : مس دو شكل پایدار دارد ، مس 63 و مس 65 كه به این دو نوع ایزوتوپ گفته می شود .هر دوی آنها 29 پروتون دارند اما چون در عدد اتمی 2 واحد فرق دارند به سادگی می توان فهمید كه تعداد نوترون های اولی 34 ودیگری 36 است وهر دوی آنها پایدار هستند.در حدود یك قرن پیش دانشمندان متوجه شدند گه همه عناصر ایزوتوپ هایی دارند كه رادیواكتیو هستند.مثلا : هیدروژن را در نظر بگیرید ، در مورد این عنصر سه ایزوتوپ شناخته شده است. 1 - هیدروژن معمولی یا نرمال (H1) در هسته اتم حود یك پروتون دارد وبدون هیچ نوترونی. البته واضح است چون نیازی نیست تا خاصیت چسبانندگی خود را نشان دهد چرا كه پروتون دیگری وجود ندارد. 2 - هیدروژن دوتریم كه یك پروتون و یك نوترون دارد و در طبیعت بسیار نادر است. اگرچه عمل آن بسیار شبیه هیدروژن نوع اول است برای مثال می توان از آن آب ساخت اما میزان بالای آن سمی است. هر دو ایزوتوپ یاد شده پایدار هستند اما ایزوتوپ دیگری از هیدروژن وجود دارد كه ناپایدار است ! 3 - ایزوتوپ سوم هیدروژن (تریتیوم) كه شامل دو نوترون و یك پروتون است. همان طور كه قبلا گفته شد این نوع هیدروژن ناپایدار است . یعنی اگر مجددا ظرفی برداریم واین بار درون آن را با این نوع از هیدروژن پر كنیم و یك میلیون سال به عقب برگردیم متوجه می شویم كه دیگر هیدروژنی نداریم و همه آن به هلیم 3 تبدیل شده است (2 پروتون و یك نوترون) واین ها همه توضیحاتی ساده در مورد پایداری و ناپایداری بود. در یك پاراگراف ساده می توان گفت كه هر چه هسته اتم سنگین تر شود تعداد ایزوتوپ ها بیشتر می شود و هر چه تعداد ایزوتوپ ها بیشتر شود امكان به وجود آمدن هسته های ناپایدار نیز بیشتر خواهد شد و در نتیجه احتمال وجود نوع رادیواكتیو نیز بیشتر می شود. در طبیعت عناصر خاصی را می توان یافت كه همه ایزوتوپ هایشان رادیو اكتیو باشند.برای مثال دو عنصر سنگین طبیعت كه در بمب ها ونیروگاههای هسته ای از آنها استفاده می شود را نام می بریم : اورانیوم و پلوتونیوم. اورانیوم به طور طبیعی فلزی است سخت ، سنگین ،‌ نقره ای و رادیواكتیو ، با عدد اتمی 92.سالهای زیادی از آن به عنوان رنگ دهنده لعاب سفال یا تهیه رنگهای اولیه در عكاسی استفاده می شد و خاصیت رادیواكتیو آن تا سال 1866 ناشناخته ماند و قابلیت آن برای استفاده به عنوان منبع انرژی تا اواسط قرن بیستم مخفی بود. خصوصیات فیزیكی اورانیوم اورانیوم طبیعی (كه به شكل اكسید اورانیوم است) شامل3/99% از ایزوتوپ اورانیوم 238 و7/0% اورانیوم 235است. كه نوع 235 آن قابل شكافت است و مناسب برای بمب ها ونیروگاه های هسته ای است. این عنصر از نظر فراوانی در میان عناصر طبیعی پوسته در رده 48 قراردارد. از نظر تراكم و چگالی باید گفت 6/1 مرتبه متراكم تر از سرب است و همین تراكم باعث سنگین تر شدن آن می شود.برای مثال اگر یك گالن شیر وزنی حدود 4 كیلوگرم داشته باشد ، یك گالن اورانیوم 75 كیلوگرم وزن دارد!!! انواع اورانیوم اورانیوم با غنای پایین كه میزان اورانیوم 235 آن كمتر از 25% ولی بیشتر از7/0% است كه سوخت بیشتر راكتورهای تجاری بین 3 تا 5 درصد اورانیوم 235 است. اورانیوم با غنای بالا كه در اینجا بیشتر از 25% وحتی در مواردی آن را تا98% نیز غنی می كنند و مناسب برای كاربردهای نظامی وساخت بمب های هسته ای است. و اما منظور از غنی سازی اورانیوم چیست؟ به طوربسیار خلاصه غنی سازی عبارت است از انجام عملی كه به واسطه آن مقدار اورانیوم 235 بیشتر شود و مقدار اورانیوم 238 كمتر. كه پس از جمع آوری اورانیوم 238 ، آن را زباله اتمی می نامند. غنی سازی اورانیوم به روشهای مختلفی انجام می شود كه چند مورد از آن را خدمت شما یادآور می شویم: 1-استفاده از اصل انتشار گازها 2-استفاده از روش فیلترینگ 3-استفاده از میدانهای مغناطیسی 4- استفاده از دستگاه سانتریفیوژ كه در حال حاضر روش چهارم متداولترین ، باصرفه ترین و مطمئن ترین روش به شمار می آید. در اواخر سال 1938 هان ، مایتنر و اشتراسمن به اكتشافی دست یافتند كه دنیا را تحت تاثیر قرار داد ، آنها متوجه شدند كه می توان كاری كرد كه هسته های اورانیوم 235 شكسته شوند. فرض كنید كه نوترونی در اطراف یك هسته اورانیوم 235 آزادانه در حال حركت است ، این هسته تمایل زیادی دارد كه نوترون كند را به درون خود بكشاند و آن راجذب كند.هسته اورانیوم پس از گیراندازی این نوترون ، دیگر هسته ای پایدار نیست وناگهان از هم شكافته می شود این هسته در طی فرآیند شكافت به دو یا چند هسته با جرم كوچكتر ، یعنی به صورت هسته های عناصر نزدیك به مركز جدول تناوبی تجزیه می شود.به طور كلی در فرآیند شكافت اگر یك نوترون به هسته اصابت كند به طور میانگین 5/?نوترون در اثر شكافت آزاد می شود حال اگر ما تعداد نوترون های آزاد شده را 3 عدد فرض كنیم و مدت زمان لازم برای تحقق هر شكافت 01/0 ثانیه باشدمقدار اورانیوم مصرف شده در طی زمان یك ثانیه در حدود 10به توان 23 كیلوگرم خواهد بود !!! واضح است كه واكنش زنجیره ای شكافت می تواند مقادیر قابل توجهی از اورانیوم را در مدت زمان ناچیزی به انرزی تبدیل كند.با توجه به توضیحات داده شده به وضوح مشخص است كه ما نیازی به تولید مستمر نوترون نداریم بلكه با اصابت اولین نوترون به هسته و آزاد شدن نوترون های ناشی از فرآیند شكافت ما می توانیم نوترون مورد نیاز خود را بدست آوریم كه مسلما این تعداد نوترون بسیار بیشتر از نیاز ما خواهد بود. لازم به ذكر است كه به حداقل مقدار اورانیومی كه برای فرآیند شكافت لازم است جرم بحرانی یا مقدار بحرانی می گویند واز به هم پیوستن دو یا چند جرم بحرانی یك ابرجرم بحرانی حاصل می شود. حال اگر بخواهیم واكنش زنجیره ای ادامه پیدا كند ، حفظ یك اندازه بحرانی برای ماده اولیه اورانیوم ضرورت دارد .در صورتی كه مقدار اورانیوم را خیلی كمتر از جرم بحرانی بگیریم ، بیشتر نوترون های تولیدی فرار خواهند كرد زیرا این فرار به عواملی چون : شكل فیزیكی اورانیوم و جرم آن وابسته است و در نتیجه واكنش متوقف می شود. از سوی دیگر اگر مقدار اورانیوم را فوق العاده زیاد بگیریم مثلا به اندازه یك ابرجرم بحرانی ، تمام نوترون های تولیدی در واكنش های بعدی شركت خواهند كرد و انرژی آزاد شده در یك فاصله زمانی كوتاه آن چنان زیاد خواهد شد كه نتیجه ای جز انفجار نخواهد داشت!! بین این دو حالت یك خط فاصل وجود دارد:اگر بزرگی كره اورانیومی شكل را درست برابر اندازه بحرانی بگیریم آنگاه از هر شكافت فقط یك نوترون برای شركت در شكافت بعدی باقی می ماند در این صورت واكنش با آهنگ ثابتی ادامه می یابد. از خاصیت حالت سوم برای توجیه عملكرد نیروگاه های هسته ای استفاده می كنند. حال اگر به اندازه كافی اورانیوم 235 در اختیار داشته باشیم به آسانی می توانیم یك بمب ساده بسازیم !!!!! به این شكل كه دو نیم كره از اورانیوم 235 را كه هر كدام به اندازه جرم بحرانی است در دو انتهای یك استوانه قرار می دهیم و این دو قطعه را به وسیله ساز وكاری كه خود طراحی كرده ایم ناگهان به یكدیگر متصل می كنیم كه در این حالت ابرجرم بحرانی تشكیل می شود ، حال اگر توسط دستگاه نوترون ساز نوترونی به هسته نزدیك كنیم وقوع انفجار حتمی است!! در عمل برای آنكه انفجاری بزرگ و موثر حاصل شود ریزه كاری های زیادی را باید رعایت كرد. در هر حال برای توضیح عملكرد نیروگاههای هسته ای لازم به ذكر است راكتورهای هسته ای را چنان طراحی می كنند كه در آنها واكنش شكافت در شرایطی نزدیك به حالت بحرانی تحقق یابد. قلب راكتور اساسا متشكل است از سوخت(در این مورد اورانیوم 235) كه در استوانه های مخصوص در بسته ای جاسازی شده اند. این استوانه ها در ماده ای كه كندكننده نامیده می شوند غوطه ورشده اند.كندكننده به منظور كندسازی و بازتاباندن نوترون هایی كه در واكنش شكافت تولید می شوند مورد استفاده قرار می گیرد كه متداول ترین آنها عبارتند از:آب ، آب سنگین و كربن. كه در اینجا اگر در آب معمولی (H2O) به جای ایزوتوپ هیدروژن معمولی از ایزوتوپ هیدروژن دوتریم استفاده شود آب سنگین بدست می آید. سرعت واكنش را نیز می توان به كمك چند میله كنترل كرد كه این میله ها در قلب راكتور قرار می گیرند. این میله ها معمولا از ماده ای مانند كادمیوم كه نوترون ها را به خوبی جذب می كند ساخته می شوند. برای آنكه آهنگ واكنش افزایش یابد میله ها را تا حدودی از قلب راكتور بیرون می آورند ، برای كاستن از سرعت واكنش و یا متوقف ساختن آن ، میله ها را بیشتر در قلب راكتور فرو می برند.در نهایت واكنش صورت گرفته در راكتور به صورت گرمای بسیار زیادی ظاهر می شود بنابراین طبیعی است كه راكتور ها همانند یك كوره عمل كنند وسوختش به جای گاز ، نفت و یا ذغال سنگ ، اورانیوم 235 باشد. گرمای تولید شده را به كمك جریان سیالی كه از قلب راكتور می گذرد به محفظه مبادله كننده گرما كه در آن آب وجود دارد منتقل می كنند و درآنجا آب داخل مبادله كننده را تبخیر می كنند ؛ بخار متراكم شده پس از به گردش درآوردن توربین ژنراتورهای مولد برق ، مجددا به داخل محفظه مبادله كننده باز می گردد.البته سیال گرم شده چون از قلب راكتور می گذرد و در آنجا در معرض تابش پرتوهای رادیواكتیو قرار می گیرد مستلزم مراقبت های ویژه است. و اما نكاتی جالب در مورد بمب های هسته ای منطقه انفجار بمب های هسته ای به پنج قسمت تقسیم می شود: 1- منطقه تبخیر 2- منطقه تخریب كلی 3- منطقه آسیب شدید گرمایی 4- منطقه آسیب شدید انفجاری 5- منطقه آسیب شدید باد وآتش . كه در منطقه تبخیر درجه حرارتی معادل سیصد میلیون درجه سانتیگراد !!! بوجود می آید و اگر هر چیزی از فلز گرفته تا انسان و حیوان در این درجه حرارت قرار بگیرد آتش نمی گیرد بلكه بخار می شود!!!! اثرات زیانبار این انفجار حتی تا شعاع پنجاه كیلومتری وجود دارد و موج انفجار آن كه حامل انرژی زیادی است می تواند میلیون ها دلار از تجهیزات الكترونیكی پیشرفته نظیر: ماهواره ها و یا سیستم های مخابراتی را به مشتی آهن پاره تبدیل كند و همه آنها را از كار بیندازد. اینها همه اثرات ظاهری بمب های هسته ای بود پس از انفجار تا سال های طولانی تشعشعات زیانبار رادیواكتیو مانع ادامه حیات موجودات زنده در محل های نزدیك به انفجار می شود. رادیو اكتیو از سه پرتو آلفا ، بتا و گاما تشكیل شده است كه نوع گامای آن از همه خطرناك تر است و با توجه به فركانس بسیار بالا ، جرم و انرژی بالایی كه دارد اگر به بدن انسان برخورد كند از ساختار سلولی آن عبور كرده و در مسیر حركت خود باعث تخریب ماده دزوكسی ریبونوكلوئیك اسید یا همان DNA و سرانجام زمینه را برای پیدایش انواع سرطان ها ، سندرم ها ونقایص غیر قابل درمان دیگر فراهم می كند وحتی این نقایص به نسلهای آینده نیز منتقل خواهد شد. و اما كاربرد تشعشعات رادیواكتیو چیست؟ بسیاری از محصولات تولیدی واكنش شكافت هسته ای شدیدا ناپایدارند و در نتیجه ،قلب راكتور محتوی مقادیر زیادی نوترون پر انرژی ، پرتوهای گاما ، ذرات بتا و هم چنین ذرات دیگر است. هر جسمی كه در راكتور گذاشته شود ، تحت بمباران این همه تابشهای متنوع قرار می گیرد. یكی از موارد استعمال تابش راكتور تولید پلوتونیوم 239 است .این ایزوتوپ كه نیمه عمری در حدود24000سال دارد به مقدار كمی در زمین یافت می شود . پلوتونیوم 239 از لحاظ قابلیت شكافت خاصیتی مشابه اورانیوم دارد.برای تولید پلوتونیوم239 ، ابتدا اورانیوم 238 را در قلب راكتور قرار می دهند كه در نتیجه واكنش هایی كه صورت می گیرد ،‌ اورانیوم239 بوجود می آید.اورانیوم 239 ایزوتوپی ناپایدار است كه با نیمه عمری در حدود 24 دقیقه ، از طریق گسیل ذره بتا ، به نپتونیوم 239 تبدیل می شود . نپتونیوم 239 نیز با نیمه عمر 2/4 روز و گسیل ذره بتا واپاشیده و به محصول نهایی یعنی پلوتونیوم 239 تبدیل می شود.در این حالت پلوتونیوم239 همچنان با مقادیری اورانیوم 238 آمیخته است اما این آمیزه چون از دو عنصر مختلف تشكیل شده است ، به روش شیمیایی قابل جدا سازی است.امروزه با استفاده از تابش راكتور صدها ایزوتوپ مفید می توان تولید كردكه بسیاری از این ایزوتوپ های مصنوعی را در پزشكی بكار می بریم. در پایان باید بگوئیم اثرات زیانبار انفجار های اتمی و تشعشعات ناشی از آن باعث آلودگی آبهای زیر زمینی ، زمین های كشاورزی و حتی محصولات كشاورزی می شود ولی با همه این مضرات اورانیوم عنصری است ارزشمند ؛ زیرا در كنار همه سوءاستفاده ها می توان از آن به نحوی احسن و مطابق با معیارهای بشر دوستانه استفاده نمود. فراموش نكنید از اورانیوم و پلوتونیوم می توان استفاده های صلح آمیز نیز داشت چرا كه از انرژی یك كیلوگرم اورانیوم 235 می توان چهل هزار كیلو وات ساعت ! الكتریسیته تولید كرد كه معادل مصرف ده تن ذغال سنگ یا 50000گالن نفت است!!!!!!!!
دوشنبه 6/2/1389 - 0:24
کامپیوتر و اینترنت

این روزها در مجلات ، روزنامه ها ، تلویزیون و ... از همه چیز می شنویم ولی بیشتر از همه فعالیت های صلح آمیز و غیر صلح آمیز هسته ای است كه ذهنمان را مشغول می سازد.در اینجا سعی بر آن است كه مطالب حتی الامكان به صورت عامه فهم و به گونه ای كه حق مطلب ادا شود ،برای شما پیرامون بمب های هسته ای ، تشعشعات هسته ای و نیروگاههای هسته ای عنوان شود.
قبل از اینكه به اصل موضوع بپردازیم خدمت دوستان خوبم باید عرض كنم كه این مطالب ممكن است برای عده ای از دوستان بسیار پیش پا افتاده وساده باشه به هر حال شما به بزرگی خودتون ببخشید و این را هم در نظر بگیرید كه مخاطب های این وبلاگ ممكنه از هر قشری باشند پس ما هم مجبوریم كه ملاحظه حال اونا رو هم بكنیم....
و اما اصل موضوع....
می دانیم كه دنیای اطرافمان از 92 عنصر موجود در طبیعت ساخته شده است. به این شكل كه عناصر از اتم ها ساخته شده اند وتشكیل مولكول آن عنصر را می دهند و اگر این مولكولها در كنار یكدیگرقرار گیرند ماده بوجود می آید. بسیاری از مواد از عناصر مختلف تشكیل شده اند بنابراین اتم های مختلفی در آنها وجود دارد. لازم به ذكر است قطر اتم 10 به توان منفی ده متر می باشد و اندازه هسته در مركز اتم0001/0 بزرگی اتم كوچكتر است و یا به عبارتی دقیقتر قطر كامل هسته به طور میانگین 10به توان منفی 15 متر می باشد.
ابتدا به تشریح ساختمان اتم می پردازیم:

در داخل هر اتم سه ذره وجود دارد:الكترون با بار منفی , پروتون با بار مثبت و نوترون خنثی. بارهای همنام یكدیگر را دفع و بارهای غیر همنام یكدیگر را جذب می كنند به جز نوترون كه هیچ عكس العملی ندارد.
هسته اتم هر عنصر از پروتون و نوترون تشكیل شده است كه مجموع تعداد آنها را عدد اتمی آن عنصر وبه آنها نوكلئون می گویند. لازم به ذكر است جرم نوترون 675/1ضربدر 10 به توان منفی 27 كیلوگرم و جرم پروتون 673/1ضربدر 10 به توان منفی 27 می باشد.
پروتون های تشكیل دهنده هسته اتم چون دارای بار مثبت هستند پس طبیعی است كه یكدیگر را دفع كنند برای جلوگیری از این اتفاق نوترون ها مانند چسبی از متلاشی شدن هسته جلوگیری می كنند.الكترون ها نیز در مدارات بیضی شكل و نامنظم در اطراف هسته با سرعت بسیار زیاد در حال گردشند و هر چه این الكترون ها به لایه والانس نزدیكتر می شوند تعلق آنها به هسته كاهش می یابد(بر اساس مدل اتمی بور).
اما اگر بخواهیم علمی تر بحث كنیم باید بگوئیم تقریبا سه نیرو در هسته هر اتم وجود داردكه یكی از آنها سعی در انهدام هسته و دو تای دیگر سعی در پایداری هسته دارند. اولی نیروی كولنی یا همان دافعه پروتونی می باشد ، دومی نیروی گرانش ناشی از جاذبه بین ذرات جرم دار است و سومی كه مهمترین دلیل جلوگیری از متلاشی شدن هسته می باشد همان نیروی هسته ای است. دقت كنید نیروی كولنی بسیار ناچیز است و نمی تواند به تنهایی هسته را متلاشی كند و نیروی گرانش ذرات نیز بسیار كم می باشد و توانایی در تعادل نگه داشتن هسته را ندارد ، در واقع این نیروی هسته ای است كه اتم را در تعادل نگه داشته و از واپاشیده شدن نوكلئون ها جلوگیری می كند. برای توضیح این نیرو باید گفت اگر فاصله بین پروتون و نوترون از 5 ضربدر 10 به توان منفی 15 متر(5فمتو متر) بیشتر شود نیروی هسته ای وجود ندارد ، بر عكس اگر این فاصله از مقدار یاد شده كمتر شود نیروی هسته ای بیشترمی شود بدین طریق هسته از متلاشی شدن نجات می یابد.
سال 1905 در یك آپارتمان كوچك در شماره 49 خیابان كرامر گاسه در برلین (منزل مسكونی اینشتین)اتفاق بزرگی افتاد ؛ كسی چه می دانست با كشف فرمول معروف نسبیت خاص
E=mc2 می توان جان هزاران نفر را در هیروشیما و ناكازاكی گرفت و یا اینكه برای میلیون ها نفر در سراسر جهان برق و انرژی تولید كرد ؟!
فرمول
E=mc2 به ما می گوید كه اندازه انرژی آزاد شده برابر است با تغییرات جرم جسم تبدیل شده در مجذور سرعت نور. به این معنی كه اگر ما جسمی به جرم مثلا یك كیلوگرم را با سرعتی نزدیك به سرعت نور به حركت درآوریم انرژی معادل 9ضربدر10به توان 16 ژول خواهیم داشت كه رقم بسیار وحشتناكی است ولی واقعیت این است كه چنین چیزی غیر ممكن است !!! چرا ؟
چون بر اساس همان فرمول نسبیت حركت با سرعت نور برای اجسام غیر ممكن است. برای درك بهتر موضوع فرمول را به شكل دیگری می نویسیم :
m=E/C2 اگر C2 ثابت فرض شود به روشنی پیداست كه انرژی و جرم نسبت مستقیم با یكدیگر دارند ، حال اگر ما بخواهیم جسمی به جرم m را با سرعت نور © به حركت درآوریم طبیعتا باید به آن انرژی بدهیم و از آنجا كه m و E با یكدیگر نسبت مستقیم دارند پس هر چه انرژی بیشتر شود m نیز بزرگتر می شود و در واقع قسمت اعظم انرژی صرف ازدیاد جرم می شود تا سرعت دادن به جسم . پس تقریبا به بی نهایت انرژی نیاز داریم و این همان چیزی است كه حركت با سرعت نور را برای اجسام غیر ممكن می كند.
قبل از اینكه توضیحات بیشتری داده شود لازم است كمی هم در مورد راههای آزاد كردن انرژی هسته ای بگوئیم.
به طور كلی انرژی موجود در هسته به دو روش آزاد می شود :

1 - روش شكافت هسته ای كه در آن یك اتم سنگین مانند اورانیوم تبدیل به دو اتم سبكتر می شود . ویا به عبارتی دیگر وقتی كه هسته ای سنگین به دو یا چند هسته با جرم متوسط تجزیه می شود می گویند شكافت هسته ای رخ داده است و وقتی هسته ای با عدد اتمی زیاد شكافته شود , مقداری از جرم آن ناپدید و به انرژی تبدیل می شود(طبق قانون نسبیت).
2 - روش همجوشی (گداخت هسته ای) ؛ كه در آن دو اتم سبك مانند هیدروژن تبدیل به یك اتم سنگین مانند هلیم می شود. درست همانند اتفاقی كه در حال حاضر در خورشید می افتد ، كه در هر دو حالت انرژی قابل توجهی آزاد می شود.
در حال حاضر اكثر بمب های هسته ای ونیروگاههای هسته ای به روش شكافت هسته عمل می كنند .
حال دوباره به توضیحات مربوط اتم بر می گردیم . در اینجا لازم است نكاتی را در مورد پایداری و ناپایداری توضیخ دهیم...
اگر ما 13 پروتون را با 14 نوترون تركیب كنیم هسته ای خواهیم داشت كه اگر 13 الكترون در اطراف آن گردش كنند یك اتم آلومینیوم را می سازند .حال اگر میلیاردها عدد از این اتم ها را در كنار هم قرار دهیم آلومینیوم را می سازیم(
AL27) كه با آن انواع وسایل نظیر قوطی ها و درب وپنجره ها و .... را می توان ساخت.
حال اگر همین آلومینیوم را در شیشه ای قرار دهیم ! و چند میلیون سال به عقب برگردیم این آلومینیوم هیچ تغییری نخواهد كرد ,پس آلومینیوم عنصری پایدار است . تا حدود یك قرن پیش تصور بر این بودكه تمام عناصر پایدار هستند. مساله مهم دیگر اینكه بسیاری از اتم ها در اشكال متفاوتی دیده می شوند . برای مثال : مس دو شكل پایدار دارد ، مس 63 و مس 65 كه به این دو نوع ایزوتوپ گفته می شود .هر دوی آنها 29 پروتون دارند اما چون در عدد اتمی 2 واحد فرق دارند به سادگی می توان فهمید كه تعداد نوترون های اولی 34 ودیگری 36 است وهر دوی آنها پایدار هستند.در حدود یك قرن پیش دانشمندان متوجه شدند گه همه عناصر ایزوتوپ هایی دارند كه رادیواكتیو هستند.مثلا : هیدروژن را در نظر بگیرید ، در مورد این عنصر سه ایزوتوپ شناخته شده است.
1 - هیدروژن معمولی یا نرمال (
H1) در هسته اتم حود یك پروتون دارد وبدون هیچ نوترونی. البته واضح است چون نیازی نیست تا خاصیت چسبانندگی خود را نشان دهد چرا كه پروتون دیگری وجود ندارد.
2 - هیدروژن دوتریم كه یك پروتون و یك نوترون دارد و در طبیعت بسیار نادر است. اگرچه عمل آن بسیار شبیه هیدروژن نوع اول است برای مثال می توان از آن آب ساخت اما میزان بالای آن سمی است.
هر دو ایزوتوپ یاد شده پایدار هستند اما ایزوتوپ دیگری از هیدروژن وجود دارد كه ناپایدار است !
3 - ایزوتوپ سوم هیدروژن (تریتیوم) كه شامل دو نوترون و یك پروتون است. همان طور كه قبلا گفته شد این نوع هیدروژن ناپایدار است . یعنی اگر مجددا ظرفی برداریم واین بار درون آن را با این نوع از هیدروژن پر كنیم و یك میلیون سال به عقب برگردیم متوجه می شویم كه دیگر هیدروژنی نداریم و همه آن به هلیم 3 تبدیل شده است (2 پروتون و یك نوترون) واین ها همه توضیحاتی ساده در مورد پایداری و ناپایداری بود.
در یك پاراگراف ساده می توان گفت كه هر چه هسته اتم سنگین تر شود تعداد ایزوتوپ ها بیشتر می شود و هر چه تعداد ایزوتوپ ها بیشتر شود امكان به وجود آمدن هسته های ناپایدار نیز بیشتر خواهد شد و در نتیجه احتمال وجود نوع رادیواكتیو نیز بیشتر می شود.
در طبیعت عناصر خاصی را می توان یافت كه همه ایزوتوپ هایشان رادیو اكتیو باشند.برای مثال دو عنصر سنگین طبیعت كه در بمب ها ونیروگاههای هسته ای از آنها استفاده می شود را نام می بریم : اورانیوم و پلوتونیوم.
اورانیوم به طور طبیعی فلزی است سخت ، سنگین ،‌ نقره ای و رادیواكتیو ، با عدد اتمی 92.سالهای زیادی از آن به عنوان رنگ دهنده لعاب سفال یا تهیه رنگهای اولیه در عكاسی استفاده می شد و خاصیت رادیواكتیو آن تا سال 1866 ناشناخته ماند و قابلیت آن برای استفاده به عنوان منبع انرژی تا اواسط قرن بیستم مخفی بود.

يکشنبه 5/2/1389 - 1:11
طنز و سرگرمی
قبل از ازدواج
مرد: آره، دیگه نمی‌‌تونم بیش از این منتظر بمونم .
زن: می‌‌خواهى من از پیشت برم؟
مرد: نه! فکرش را هم نکن
زن: منو دوست داری؟
مرد: البته!
زن: آیا تا حالا به من دروغ گفتی؟
مرد: نه! چرا چنین سوالى می‌‌کنی؟
زن: منو مسافرت می‌‌بری؟
مرد : مرتب!
زن: آیا منو می‌‌زنی؟
مرد: به هیچوجه! من از این آدما نیستم !
زن: می‌‌تونم بهت اعتماد کنم؟
.


.


.


 
بعد از ازدواج متن را این دفعه از پائین به بالا بخوانید !!!
سه شنبه 10/6/1388 - 15:26
طنز و سرگرمی

زنی سه دختر داشت که هر سه ازدواج کرده بودند.
یکروز تصمیم گرفت میزان علاقه ای که دامادهایش به او دارند را ارزیابی کند.
یکی از دامادها را به خانه اش دعوت کرد و در حالی که در کنار استخر قدم میزدند از قصد وانمود کرد که پایش لیز خورده و خود را درون استخر انداخت.
دامادش فوراً شیرجه رفت توی آب و او را نجات داد.
فردا صبح یک ماشین پژو ٢٠٦ نو جلوی پارکینگ خانه داماد بود و روی شیشه اش نوشته بود: «متشکرم! از طرف مادر زنت»
زن همین کار را با داماد دومش هم کرد و این بار هم داماد فوراً شیرجه رفت توی آب و جان زن را نجات داد.
داماد دوم هم فردای آن روز یک ماشین پژو ٢٠٦ نو هدیه گرفت که روی شیشه اش نوشته بود: «متشکرم! از طرف مادر زنت»
نوبت به داماد آخری رسید.
زن باز هم همان صحنه را تکرار کرد و خود را به داخل استخر انداخت.
اما داماد از جایش تکان نخورد.
او پیش خود فکر کرد وقتش رسیده که این پیرزن از دنیا برود پس چرا من خودم را به خطر بیاندازم؟
همین طور ایستاد تا مادر زنش در آب غرق شد و مرد.
فردا صبح یک ماشین بی ام ‌و آخرین مدل جلوی پارکینگ خانه داماد سوم بود که روی شیشه اش نوشته بود:«متشکرم! ازطرف پدر زنت»

سه شنبه 13/5/1388 - 1:22
طنز و سرگرمی
مادر داماد : ببخشین ، كبریت دارین؟
خانواده عروس : كبریت ؟! كبریت برای چی!؟
مادر داماد : والا پسرم می خواست سیگار بكشه...
خانواده عروس : پس داماد سیگاریه....!؟
مادر داماد : سیگاری كه نه.. والا قمار بازی كرده و باخته ! ما هم سیگار دادیم بهش كه یادش بره
خانواده عروس : پس قمارم بازی می كنه...!؟
مادر داماد : آره... دوستاش توی زندان بهش یاد دادن...
خانواده عروس : پس زندانم بوده...!؟
مادر داماد : زندان كه نه... والا معتاد بوده ، گرفتنش یه كمی بازداشتش كردن...
خانواده عروس : پس معتادم بوده...!؟
مادر داماد : آره... معتاد بود ، بعد زنش لوش داد...
خانواده ی عروس : زنش !!!؟؟؟
دوشنبه 5/5/1388 - 17:26
محبت و عاطفه
1- افکار خود را سبک و سنگین کرده سپس افکار گزیده خود را بر زبان آورد. 2- از اظهار عقایدش ترسی نداشته باشد. 3- در خانه و محل کار مدیری لایق یباشد. 4- طوری برنامه ریزی کند که هم خودش از زندگی لذت ببرد و هم خانواده اش. 5- سبک تفکرش بسته نباشد.( دارای منطق کور نباشد. ) 6- به زندگی اطرافیانش با حیات و نشاطش معنا دهد. 7- استثمار خانم ها را قبول نداشته باشد. 8- ارزش و آبروی خانم ها را بالا ببرد. 9- دید وسیع به کلیه مسایل داشته باشد. 10-در چارچوب خانه خود را زندانی نکند. 11-با توجه به ظاهر افراد به باطنشان قضاوت نکند. 12-علاوه بر زیبایی ظاهر افکارش را نیز زیبا نماید. 13-با افزایش  تحصیلات گذشته خود را و حقیقت را فراموش نکند. 14- به تفریحات سالم  و آموزنده در زندگیش بپردازد و اطرافیانش را نیز به  اینکار ترغیب نماید. خانـــم ایده آل آن است که افکارش را بیان کند و مایه سربلنـدی خانـواده و جامعه اش باشد و به مردان زندگیش ( همسر و پسرش ) عشق راستین را آموزش  دهد.
دوشنبه 5/5/1388 - 17:16
دعا و زیارت
  1. ارزش هر کس به قدر همت اوست .
  2. همت مردان  کوه ها را متلاشی می کند.
  3. آفت دانش به کار نبستن آن وآفت کار دلبستگی نداشتن به آن است
  4.  مرد تیز هوش آن کس است که امروزش از دیروز ستوده تر باشد.
  5. آن کس که انتقام می گیرد یک روز خوشحال است وآن کس که می بخشد یک عمر .  
دوشنبه 5/5/1388 - 17:12
شعر و قطعات ادبی
در کوی نیک نامان ما را گذر ندادند
                           گر تو نمی پسندی تغییر ده قضا را
 
دوشنبه 5/5/1388 - 17:4
ازدواج و همسرداری
مرد واقعی کسی است که :

1- قدر و منزلت خانم ها را بداند.

2- به خانم ها با دیده احترام بنگرد. ( با خانم ها به گونه ای رفتار کند که دوست دارد مردان با خواهر و مادرش آنگونه رفتار کنند.)3- و بداند بد بودن رفتار هم برای مردها بد است هم برای خانم ها. 4- به پیشرفت خانم ها در همه جوانب علاقمند باشد مانع پیشرفت خانم های فامیل نباشد. 5- ارزس و مرتبه شغلی و اجتماعی را فقط از آن مردان نداند. 6-  از رفتاری که دوست ندارد همسرش انجام دهد خودش نیز اجتناب کند. 7- در نبود همسرش از وقت سوء استفاده نکند. 8- معذرت خواهی در صورت مقصر بودن نشانگر مرد ایده آل بودن است نه زن ذلیلی.19- معنای واقعی از زندگی را بداند.و از زیر حرفش نزند.مرد واقعی فرشته قلب و منزلش را بخاطر زیبایی افکار و آرامش و نشاط بخشیدن او به خانه می خواند.
دوشنبه 5/5/1388 - 16:57
دانستنی های علمی

یه روز یه مسافر خسته با اسب و سگش از مسیر دشتی بدون آب و علف می گذشت. از آغاز سفر خیلی گذشته بود و مسافر و حیووناش بسیار گرسنه و تشنه بودن. در چشم انداز دشت، یه باغ محصور و سرسبز که درش نهر روون و درختای پرمیوه پیدا بود، به چشم می خورد. مسافر که به در باغ رسید، دید یه نگهبان بر سر در باغ ایستاده و یه تابلو بالای در نصب شده و روش نوشته"بهشت"
مسافر پرسید: اینجا کجاست و
نگهبان پاسخ داد: اینجا بهشته. مسافر ازش خواست که برای نوشیدن آب و یه استراحت کوتاه اونو راه بده. نگهبان گفت: برو داخل.
وقتی مسافر خواست با حیووناش داخل بشه نگهبان مانع شد و گفت ورود حیوانات به داخل بهشت ممنوعه. مسافر گفت: اونا تمام چیزای منن، تمام راهو با من بودن، اونا یه بخشی از زندگی منن. و نگهبان مانع شد. مسافر همچنان خسته و تشنه به راهش ادامه داد.
فرسخی جلوتر مسافر با صحنه مشابهی مواجه شد. باغی و نگهبانی و تابلوی بالای دری که روش نوشته بود بهشت. از نگهبان خواست برای رفع عطش و خستگی با حیووناش وارد بهشت شن و نگهبان اجازه داد.

بعد نیمروزی که مسافر برای ادامه راه از باغ خارج می شد، به نگهبان گفت: پایین تپه باغی هست که اونجا هم بهشته، اگر اون بهشت جعلیه چرا جلوشو نمیگیرید؟ نگهبان پاسخ داد: اونجا جهنمه و اتفاقا کار ما روهم راحت می  کنه. هر کی حاضر باشه از چیزایی که دوست داره، از چیزایی که براش مهمن و براش آرمانن، بگذره وارد اونجا میشه و مشتریای ما کمتر میشن.
دوشنبه 5/5/1388 - 16:47
مورد توجه ترین های هفته اخیر
فعالترین ها در ماه گذشته
(0)فعالان 24 ساعت گذشته