تحقیق در مورد انرژی هسته ای

word قابل ویرایش
37 صفحه
8700 تومان
87,000 ریال – خرید و دانلود

مقدمه :
شناخت اورانیوم به عنوان یک منبع برای تولید الکتریسیته بیش از سه دهه است که مورد توجه فیزیک دان ها قرار گرفته است.شناسایی این ماده وکلا انرژی هسته ای تحولی عظیم در زندگی بشر به وجود آورد.
انرژی هسته ای نسبت به سوخت های فسیلی برتری هایی دارد، که سبب ارزشمندی آن می شود.از مهم ترین این مزایا می توان نداشتن آلودگی هوایی ناشی از مصرف آن را نام برد.
دراین پروژه سعی شده در حداقل زمان ،حداکثر اطلاعات را در اختیار مخاطب قرار دهیم.

انرژی هسته ای
نحوه آزاد شدن انرژی:
اگر بتوانیم هسته را به طریقی به دو تکه تقسیم کنیم، تکه ها در اثر نیروی دافعه الکتریکی خیلی سریع از هم فاصله گرفته و انرژی جنبشی فوق العاده ای پیدا می‌کنند. در کنار این تکه ها ذرات دیگری مثل نوترون و اشعه‌های گاما و بتا نیز تولیدمی‌شود. که تمامی آنهادر اثربرهم کنش ذراتبا مواد اطراف سرانجام به انرژی گرمایی تبدیل می شوند.

سوخت راکتورهای هسته ای :
ماده‌ای که به عنوان سوخت در راکتورهای هسته‌ای مورد استفاده قرار می‌گیرد باید شکاف پذیر باشد یا به طریقی شکاف پذیر شود. اورانیوم ۲۳۵ شکاف پذیر است ولی اکثر هسته‌های اورانیوم در سوخت از انواع اورانیوم ۲۳۸ است. این اورانیوم بر اثر واکنشهایی که به ترتیب با تولید پرتوهای گاما و بتا به پلوتنیوم ۲۳۹ تبدیل می شود پلوتونیوم هم مثل اورانیوم ۲۳۵ شکافت پذیر است.میزان اورانیومی که از صخره‌ها شسته می‌شود و از طریق رودخانه‌ها به دریا حمل می‌شود، به اندازه‌ای است که می تواند ۲۵ برابر کل مصرف برق کنونی جهان را تامین کند. با استفاده از این نوع موضوع ، بر اساس استخراج اورانیوم از آب دریاها قادر خواهند بود تمام انرژی مورد نیاز بشررا برای همیشه تامین کنند، بی آنکه قیمت برق به علت هزینه سوخت خام آن حتی به اندازه یک درصد هم افزایش یابد .

و اکنون در پایان جایی است برای تقدیر و تشکر از محضر استادان ارجمند و نیز مسئولین و مربیان دلسوز و همچنین عوامل وابسته به این پروژه.
امید است که توانسته باشیم پاسخی شایسته به زحمات گرانبهای آن بزرگواران داده باشیم.

اورانیوم

خصوصیت های قابل توجه:

اورانیوم هنگام عمل پالایش به رنگ سفید مایل به نقره ای فلزی با خاصیت رادیو اکتیوی ضعیف یباشد که کمی از فولادنرم تر است. این فلز چکش خاررسانای جریان الکتریسیته و کمی Paramagnetic میباشد. چگالی اورانیوم ۶۵% بیشتر از چگالی سرب میباشد. . اورانیوم استخراج شده از معادن میتواند به صورت شیمیایی به دی اکسید اورانیوم و دیگر گونه های قابل استفاده در صنعت تبدیل شود.

اورانیوم طبیعی
ازایزوتوپ U-238, U-235, U-234 تشکیل شده است که U-238 فراوان ترین آنها
(۹۹٫۳%) میباشد.

اورانیوم در طبیعت سه گونه دارد:
آلفا (Orthohombic) که تا دمای ۶۶۷٫۷ درجه پایدار است.
بتا (Tetragonal) که از دمای ۶۶۷٫۷ تا ۷۷۴٫۸ درجه پایدار است.

گاما (Body-centered cubic) که از دمای ۷۷۴٫۸ درجه تا نقطه ذوب پایدار است. ( این رساناترین و چکش خوارترین گونه اورانیوم میباشد.)
ترکیبات :

تترا فلوروئید اورانیوم UF4که به نمک سبز معروف است یک محصول میانی هگزافلورید اورانیوم میباشد. هگزا فلورید اورانیوم UF6 جامد است که در دمای بالای ۵۶ درجه سانتیگراد بخار میشود. UF6 ترکیب اورانیوم است که برای دو فرایند غنی سازی Gaseous Diffusion و Centrifuge استفاده میشود. و در صنعت با نام ساده Hex خوانده میشود. Yellowcake اورانیوم غلیظ شده است. نام این عنصر بدلیل رنگ و شکل آن در هنگام تولید میباشد اگرچه تولید امروزه Yellowcake بیشتر به رنگ سبز مایل به سیاه میگراید تا زرد. Yellowcake تقریبا ۷۰ تا ۹۰ درصد اکسید اورانیوم دارد.
غنی سازی اورانیوم

 

۱٫غنی سازی اورانیوم با دیفوزیون گازی :
گراهان در سال ۱۸۶۴ پدیده ای را کشف کرد که در آن سرعت متوسط مولکولهای ‏گاز با معکوس جرم مولکولی گاز متناسب بود. از این پدیده که به نام دیفوزیون ‏گازی مشهور است برای غنی سازی اورانیوم استفاده می کنند. در عمل اورانیوم ‏هکزا فلوراید طبیعی گازی شکل را از ستون هایی که جدار آنها از اجسام

متخلخل ‏‏(خلل و فرج دار) درست شده است عبور می دهند. سوراخهای موجود در جسم ‏متخلخل باید قدری بیشتر از شعاع اتمی یعنی در حدود ۲٫۵ آنگسترم (-۷‏۲۵×۱۰ سانتیمتر) باشد. ضریب جداسازی متناسب با اختلاف جرم مولکول ها است. روش غنی سازی ‏اورانیوم تقریباً مطابق همین اصولی است که در اینجا گفته شد. با وجود این ‏می توان به خوبی حدس زد که پرخرج ترین مرحله تهیه سوخت اتمی همین ‏مرحله غنی سازی ایزوتوپ ها است زیرا از هر هزاران کیلو سنگ معدن اورانیوم ‏‏۱۴۰ کیلوگرم اورانیوم طبیعی به دست می آید که فقط یک کیلوگرم اورانیوم ۲۳۵ ‏خالص در آن وجود دارد. ‏

۲٫غنی سازی اورانیوم از طریق میدان مغناطیسی :
یکی از روش های غنی سازی اورانیم استفاده از میدان مغناطیسی بسیار قوی می باشد. در این روش ابتدا اورانیم هگزا فلوئورید را حرارت می دهند تا تبخیر شود. از طریق تبخیر، اتم های اورانیم و فلوئورید از هم تفکیک می شوند. در این حالت، اتم های اورانیم را به میدان مغناطیسی بسیار قوی هدایت می کنند. میدان مغناطیسی بر هسته های باردار اورانیم نیرو وارد می کند ( این نیرو به نیروی لورنتس معروف می باشد)، و اتم های اورانیم را از مسیر مستقیم خود منحرف می کند. اما هسته های سنگین اورانیم (اورانیم۲۳۸) نسبت به هسته های سبک تر(اورانیم ۲۳۵) انحراف کمتری دارند، و درنتیجه از این طریق می توان اورانیم ۲۳۵ را از اورانیم طبیعی تفکیک کرد.

کاربرد های اورانیوم غنی شده :
شرایطی ایجاد کرده اند که نسبت اورانیوم ۲۳۵ به اورانیوم ۲۳۸ را به ۵ درصد می ‏رساند. برای این کار و تخلیص کامل اورانیوم از سانتریفوژهای بسیار قوی استفاده ‏می کنند.برای ساختن نیروگاه اتمی، اورانیوم طبیعی و یا اورانیوم غنی شده بین ۱ تا ۵ ‏درصد کافی است. برای تهیه بمب اتمی حداقل ۵ تا ۶ کیلوگرم اورانیوم ۲۳۵ صددرصد خالص نیاز ‏است. در صنایع نظامی از این روش استفاده نمی شود و بمب های اتمی را از ‏پلوتونیوم ۲۳۹ که سنتز و تخلیص شیمیایی آن بسیار ساده تر است تهیه ‏می کنند.

نحوه تولید سوخت پلوتونیوم رادیواکتیو:
این عنصر ناپایدار را در نیروگاه های بسیار قوی می سازند که تعداد نوترون های ‏موجود در آنها از صدها هزار میلیارد نوترون در ثانیه در سانتی متر مربع تجاوز ‏می کند. عملاً کلیه بمب های اتمی موجود در زراد خانه های جهان از این عنصر ‏درست می شود.‏ روش ساخت این عنصر در داخل نیروگاه های هسته ای به این صورت که ‏ایزوتوپ های اورانیوم ۲۳۸ شکست پذیر نیستند ولی جاذب نوترون کم انرژی ‏‏(نوترون حرارتی) هستند. تعدادی از نوترون های حاصل از شکست

اورانیوم ۲۳۵ را ‏جذب می کنند و تبدیل به اورانیوم ۲۳۹ می شوند. این ایزوتوپ از اورانیوم بسیار ‏ناپایدار است و در کمتر از ده ساعت تمام اتم های به وجود آمده تخریب ‏می شوند. در درون هسته پایدار اورانیوم ۲۳۹ یکی از نوترون ها خودبه خود به ‏پروتون و یک الکترون تبدیل می شود. بنابراین تعداد پروتون ها یکی اضافه شده و عنصر جدید را که ۹۳ پروتون دارد ‏نپتونیم می نامند که این عنصر نیز ناپایدار است که یکی از نوترون های آن خود به ‏خود به پروتون تبدیل شده و در نتیجه به تعداد پروتون ها یکی اضافه شده و عنصر ‏جدید پلوتونیم را که ۹۴ پروتون دارد ایجاد می کنند. این کار حدودا در مدت یک هفته ‏صورت می گیرد.

ایزوتوپهای اورانیوم

 

ایزوتوپ های عناصر:
اتم های یک عنصر از اجتماع ذرات بنیادی به نام پرتون ، نوترون و الکترون تشکیل یافته اند . ‏تعداد نوترون ها در اتم های مختلف یک عنصر همواره یکسان نیستند بنابراین اتم های مختلف یک عنصر را ایزوتوپ می گویند.

ایزوتوپ های اورانیوم:‏
عنصر اورانیوم، چهار ایزوتوپ دارد که فقط دو ایزوتوپ آن به علت داشتن نیمه عمر نسبتاً بالا ، در طبیعت و در ‏سنگ معدن یافت می شوند. این دو ایزوتوپ عبارتند از اورانیوم ۲۳۵ و ۲۳۸ که در هر دو ۹۲ پروتون ‏وجود دارد ولی اولی ۱۴۳ و دومی ۱۴۶ نوترون دارد. ‏

شکافت هسته های اورانیوم:
ایزوتوپ اورانیوم ۲۳۵ شکافت پذیر است و در نیروگاه های اتمی از این خاصیت استفاده می شود و حرارت ‏ایجاد شده در اثر این شکست تبدیل به انرژی الکتریکی می شود.به ازای هر اتم شکسته شده ‏ Mev ‎‏۲۰۰ ‏انرژی آزاد شده و به دو تکه تقسیم و تعدادی نوترون حاصل می شود که می توانند اتم های دیگر را بشکنند.
کاربرد ایزوتوپ های اورانیوم:
– در راکتورهای هسته ای به عنوان سوخت به کار می روند.‏
– در نیروگاه های هسته ای برای تولید انرژی الکتریکی به کار برده می شود.‏
– در ساخت انواع مهمات هسته ای از جمله بمبهای هسته ای ، بمب هیدروژنی و … کاربرد دارند.‏
– در درمان بیماریهای سرطانی ، تومورهای مغزی و غیره به کار می گیرند.
بمب اتم

بمب اتمی چیست؟
بمب اتمی در اصل یک راکتور هسته‌ای ‌کنترل نشده است که در آن یک واکنش هسته‌ای بسیار وسیع در مدت یک میلیونیم ثانیه در سراسر ماده صورت می‌گیرد.بنابراین ، این واکنش با راکتور هسته‌ای کنترل شده تفاوت دارد. در راکتور هسته‌ای کنترل شده ، شرایط به گونه‌ای سامان یافته است که انرژی حاصل از شکافت بسیار کندتر و با سرعت ثابت رها می‌شود.در این راکتور ، ماده شکافت پذیر به گونه‌ای با مواد دیگر آمیخته می‌شود که به طور متوسط ، فقط یک نوترون گسیل یافته از عمل شکافت موجب شکافت هسته دیگر می‌شود، و واکنش زنجیری به این طریق فقط تداوم خود را حفظ می‌کند. اما در یک بمب اتمی ، ماده شکافت‌پذیر خالص است.
عناصر اصلی سازنده:

برای ساخت بمب اتم از pu289 و u235 استفاده می‌شود. هر دو این عناصر می‌توانند یک واکنش زنجیری کنترل نشده سریع ایجاد کنند. تنها یک بمب اتمی که از u235 ساخته شده بود، شهر هیروشیما در ژاپن را در ۶ آگوست سال ۱۹۴۵ میلادی ویران کرد. بمب دیگری که از u239 در ساختن آن به کار رفته بود ، سه روز بعد شهر ناکازاکی کشور ژاپن را با خاک یکسان ساخت.

عواقب ناشی از بمب اتم:
در انفجار بمب اتمی مقدار قابل توجهی محصولات شکافت رادیواکتیو پراکنده می‌شوند. این مواد به وسیله باد از یک بخش جهان به نقاط دیگر آن منتقل می‌شوند و به وسیله باران و برف از جو زمین فرو می‌ریزند. بعضی از این مواد رادیو اکتیو طول عمر زیادی دارند، لذا به وسیله مواد غذایی گیاهی جذب شده و توسط مردم و حیوانات خورده می‌شوند. معلوم شده است که این گونه مواد رادیواکتیو آثار ژنتیکی و همچنین آثار جسمانی زیان آوری دارند. یکی از فراوانترین محصولات حاصل از شکافت u235 یا pu239 ، که از لحاظ شیمیایی شبیه Ga4020 است. بنابراین وقتی که sr90 حاصل از ریزش های رادیواکتیو وارد بدن می‌شود، به ماده استخوانی بدن راه می‌یابد. این عنصر می‌تواند با گسیل ذرات بتا با انرژی Mev0.54 نابود می‌شوند، که می‌تواند به سلولها آسیب رسانده و موجب بروز انواع بیماریها از قبیل تومور استخوان ، لوکمیا و … ، به خصوص در کودکان در حال رشد ، می‌شود.
رادیواکتیویته
Radioactive
خطرات ناشی از تابش های رادیواکتیو:
سه نوع تابش رادیواکتیو وجود دارد که ذرات آلفا از چهار ذره اتمی ، یعنی دو پروتون و دو نوترون تشکیل می شوند. این ذرات ضعیف ترین نوع تابش رادیواکتیو هستند. و بار الکتریکی مثبت دارند. مسیر آنها را می توان با صفحه کاغذ مسدود کرد. ذرات بتا قدرتمند و از ذرات اتمی که الکترون خوانده می شوند و بار منفی دارند تشکیل می شوند. که آلومینیوم مسیر آن را مسدود می کند.پرتوهای گاما از همه قدرتمند ترند. آن ها امواج الکترومغناطیسی اند و فاقد بارالکتریکی می باشند. اما پرتوهای گاما را فقط لایه ضخیمی از سرب متوقف می سازد. تابش رادیواکتیو می تواند وارد بافت های زنده شود و به آن ها صدمه بزند. بنابراین

اطراف آن باید کنترل شود.این تابش را با وسیله ای به نام شمارنده گایگر – مولر ، که نام آن از مخترعانش اقتباس شده است ، می توان اندازه گرفت. وقتی تابش رادیواکتیو وارد این شمارنده می شود ، گاز موجود در آن حامل الکتریسیته می شود. مقدار بار را می توان روی صفحه ای قرائت کرد یا از طریق یک بلند گو به صورت صداهای تیک تیک خاصی شنید.

کاربردها:
بسیاری از ایزوتوپ ها رادیواکتیو هستند یعنی ذرات با فرکانس بالا را از هسته (مرکز) اتم های خود ساطع می کنند. از آنها می توان برای دنبال کردن مسیر مواد متحرکی که از دید پنهان هستند ، مانند جریان خون در بدن یک بیمار در بیمارستان ، استفاده کرد.
در جریان خون:

مقدار کمی از یک ایزوتوپ رادیواکتیو به درون جریان خون بیمار تزریق می شود. سپس مسیر آن توسط آشکار سازهای خاصی که فعالیت رادیواکتیویته را مشخص می کنند دنبال می شود. این اطلاعات به یک کامپیوتر داده می شود که صفحه آن هرگونه اختلالی مانند انعقاد خون در رگها را نشان می دهد. با استفاده از روشی مشابه در جریان مایعات در تاسیسات شیمیایی نیز می توان استفاده کرد.
در فرسودگی ماشین آلات :

مقادیر اندکی از ایزوتوپ ها رادیواکتیو به بخش های فلزی ماشین آلات مانند یاتاقان ها و رینگ پیسون ها اضافه می شود ، سپس سرعت فرسودگی با اندازه گرفتن رادیواکتیویته روغنی که برای روغن کاری این بخش ها به کار رفته است محاسبه می شود.
اندازه گیری رادیو اکتیویته :
تابش رادیواکتیو می تواند وارد بافت های زنده شود و به آنها صدمه بزند ، بنابراین باید از آن حفاظت شود.این تابش را با وسیله ای به نام شمارنده گایگر ـ مولر می توان اندازه گرفت که در قسمت قبل به طرز کار آن اشاره شده است.

راکتورهای هسته ای

انواع راکتورهای هسته ای
دیدکلی:
راکتورها در اصل سیستم هایی هستند که واکنش های هسته ای مثل شکافت هسته‌ای در آنها صورت می گیرد. و انرژی تولیدشده در آنها تحت کنترل در می آید. به عنوان مثال خورشید یک راکتور هسته ای طبیعی است که در آن عناصر سبک هسته ای به هم جوش می خورند (همجوشی هسته ای) و تولید انرژی می کنند.انواع راکتورها را از لحاظ عملکردشان در زیر می آوریم.

راکتورهای حرارتی (کند) Termal Reactor:
راکتورهای حرارتی خودش به دو دسته تقسیم می شود:
راکتورحرارتی با کند کننده و خنک کننده آب راکتور حرارتی با خنک کننده گازی AGR در راکتورهای حرارتی از نوترون کند شده که نوترون حرارتی نامیده می شود، برای شکافت هسته‌ای استفاده می شود اما در راکتورهای تند از نوترون سریع استفاده می شود.

در شکافت اورانیوم ۲۳۵ نوترون کند یا حرارتی در اثر واکنش ۲ الی ۳ نوترون سریع ایجاد می شود. حتما این نوترون های سریع باید کند شوند. بنابراین درراکتورهای حرارتی از کند کننده و خنک کننده استفاده می شود در حالی که در راکتورهای سریع ماده کندکننده لازم نیست اما ماده خنک کننده لازم است. در راکتورهای PWR و BWR کند کننده و خنک کننده آب می باشد یک تیپ از راکتورهای کانادایی وجود دارد که در آن از آب سنگین یا دوتریوم استفاده می شود در عوض از اورانیوم غنی شده ۱درصد استفاده می شود. در راکتور AGR کند کننده زغال و خنک کننده گاز می باشد. در این راکتور نوترون ها با یک برخورد کند نمی شوند بلکه ممکن است بارها برخورد کنند تا کند شوند. برای تولید ۱۰۰۰ مگا وات انرژی روزانه حدود ۱ کیلوگرم اورانیوم ۲۳۵ مصرف می شود.

 

راکتور های سریع (تند) Fast Reactor :
خود به دو دسته تقسیم می شوند:
راکتورهای سریع LMFR
راکتورهای سریع BFR

راکتورهای LMFR:
در راکتورهای LMFR ماده کند کننده لازم نیست ولی خنک کننده فلز مذاب سدیم است. در این راکتور پلوتنیوم ۲۳۹ به عنوان سوخت استفاده می شود وخیلی پیشرفته است.در راکتورهای BFRاورانیوم ۲۳۸به عنوان سوخت استفاده می شود.درواقع این راکتورهدف تولید پلوتنیوم یا اورانیوم۲۳۳از اورانیوم طبیعی دراطراف راکتور یک لایه می گذارند برای این که هم حفاظ باشدوهم در اثر برخورد نوترون های سریع به اورانیوم آن را به پلوتنیوم تبدیل کند که پس از مدتی دیوارها را خراب کرده وپلوتنیوم را استخراج می کند. پلوتونیوم تولید شده برای مصارف صنعتی یا بمب های هسته ای یا به عنوان سوخت نیروگاههای هسته ای بکار می رود.که ماده ای خیلی گران قیمت و با ارزش می باشد، با این حال خیلی خطرناک هم هست.
زباله های رادیو اکتیو

دید کلی:
مشکل مربوط به راکتورهای شکافتی آن است که مقدار زیادی انرژی به صورت زباله‌های رادیواکتیو باقی می‌ماند.وجود زباله‌های واجد تابش برای بشر خطری جدی است.می‌توان در ظرف فولادی ضد زنگ این زباله‌ها را به مایع تبدیل کرد اما چون اتم‌های انرژی‌دار آن ها گرما ایجاد می‌کنند ،از این رو یک سیستم خنک کننده دائمی ضرورت پیدا می‌کند. گازهایی نیز تولید می‌شوند که در صورت نشت خطرناک هستند.
روش های دفع زباله های هسته ای :

می‌توان زباله‌ها را در تابوت هایی در اعماق اقیانوس ها دفن کرد. اما این خطر وجود دارد که بر اثر فعالیت های شدید دریایی از آنجا فرار کرده یا شکسته شوند. می‌توان زباله‌های هسته‌ای را توسط موشک در درون فضا پخش کرد. اما این عمل هم با اعتراضاتی مواجه شد، و نیز شبهه‌هایی وجود دارد که در صورت شکست پرتاب موشک‌ها ، امکان آلودگی کره زمین وجود دارد.

 

استفاده از تشت هیدرولیکی روش دیگر می‌باشد.یعنی حفره‌هایی در سنگ‌ها ایجاد کرد. و با استفاده از فشار هیدرولیکی سنگ رسی را به صورت افقی قطع می‌کنند. سپس زباله‌های رادیواکتیو مانند لایه‌ای در داخل ساندویچی در داخل مایع سیمانی پخش می‌شوند. یکی دیگر از پیشنهادهای محتمل ، استفاده از معدن نمک است. دفع نهایی به هر طریق که صورت گیرد. روش آماده سازی برتر زباله‌ها این است که آنها را در سرامیک هایی که عناصر رادیواکتیو از آنها قابل نشت هستند ، به صورت متبلور در آورند.
زباله هسته ای

مشکلات ناشی از زباله هسته ای:
-خطر واپاشی رادیواکتیوی
– فراوانی زباله هسته ای
– زباله های گازی
– آب های زیر زمینی
راه حل چیست ؟

اصل قضیه این است که زباله‌ها را هر چه ممکن است از محیط زندگی خود دور کنیم. طرحهای خیالی از این قبیل که زباله‌های هسته‌ای را با موشک به خورشید یا فضای بسیار دور حمل کنیم یا آنها را در اقیانوس های عمیق دفن کنیم. عمدتا به خاطر هزینه زیاد و خطرات احتمالی کنار گذاشته شده‌اند. وزارت انرژی متعهد شده است که در سال ۱۹۹۸ انبارهای زیرزمینی دربسترهای نمکی ، رسی و صخره‌ای ایجاد کند. بر طبق این طرح زباله‌ها نخست در محفظه‌های خاصی که در مقابل ضربه خوردگی مقاومت هزاران ساله دارند، قرار می‌گیرند سپس به انبارها منتقل می‌شوند. دانشمندان بر این باورند که این بهترین راه موجود است.
دفن زباله های هسته ای:

مرحله عملیاتی برای دفن زباله هسته‌ای بستگی به قدرت تشعشع و خطر حاصل از آنها دارد.

زباله هایی با اکتیویته پایین:
پسماند یا زباله هسته‌ای از مرحله معدن کاری اورانیم و توریم شروع می‌گردد.قسمت اعظم پسماند با اکتیویته پائین و متوسط در طی کار عادی راکتیو تشکیل می‌گردد. پس از اعمال شیمیایی مناسب در صورتی که زباله‌ها دارای اکتیویته پائین باشند در اعماق دریا در محل امنی دفن می‌شود.
زباله هایی با اکتیویته متوسط:

در جایی که پسماند دارای اکتیویته متوسط و یا نسبتا بالا باشد، لازم است ابتدا حجم به وسیله مجهز در استخرهایی که بوسیله پلی اتیلن پوشش داده شده بارهای اکتیویته صفر در اتمسفر به یک بیستم رساند. سپس محلول در شبکه فولادی بوسیله افزایش پسماند مخصوص در امثال آن به جامد تبدیل شده و شبکه‌های مهر شده در زیر زمین دفن می‌شود.

زباله هایی با اکتیویته بالا :
هر جا که پسماندها با اکتیویته بالا باشند مانند آنهایی که در نیروگاه‌های هسته‌ای یا جایی که سوخت مصرف شده برای جدا سازی اورانیم و پلوتونیوم بازیابی می‌شوند دقیق دفع پسماند به کار می‌رود. ابتدا میله‌های سوخت رادیواکتیو بالا یا داغ برای چندین ماه در زیر آب نگهداری می‌شوند تا خنک شده و اکتیویته آن ها فروپاشی نماید.سپس عملیات شیمیایی مشخص را برای جداسازی اورانیوم و پلوتونیوم به کار گرفته می‌شود. مایع باقیمانده تا حجم کوچکی تبخیر می‌گردد و در ماتریسی از شیشه قرار می‌گیرد.

سپس این مواد به شبکه‌های فولادی ضد زنگ کوچک انتقال می‌یابد که در آنها کلسینه شده و در حرارت بالا در کوره‌های مخصوصی به شیشه تبدیل می‌شوند. شبکه‌های مهر شده در نهایت در عمق زمین در گودالهای گنبدی که دیواره آنها با ورقه‌های فولادی ضد زنگ پوشانده شده‌اند دفن می‌شوند. این مواد به مدت ۲۵ سال در آنجا دفن می‌شوند که در این مدت کلیه مواد رادیواکتیو به جز آن هایی که نیم عمر بلند دارند به طور کامل فروپاشی می‌نمایند.
دفع دائمی :

پس از گذشت دوره فوق پیشنهاد می‌شود که بسته‌های دفن شده را در محل های عمیق و صخره‌های سخت که از نظر زمین شناسی پایدار بوده و دور از جریان آب قرار دارند ، انتقال داد.قسمتی از میدان های طلای کولار ، یکی از انبارهای ممکن برای این کار هستند.

شکافت هسته ای

تعریف شکافت هسته ای:
اگر نوترون منفردی به یک قطعه ایزوتوپ اوارنیوم۲۳۵ نفوذ کند در اثربرخورد به هسته اتم ، که به دو قسمت شکسته شده مقادیر زیادی انرژی در حدود (۲۰۰Mev) آزاد می کند که نتیجه آن آزادی دو نوترون است که می تواند دو هسته دیگر را شکسته و چهار نوترون را به وجود آورد.این چهار نوترون نیز چهار هسته اورانیوم ۲۳۵ را می شکند بنابراین چهار هسته شکسته شده تولید هشت نوترون می کنند که قادر به شکستن همین تعداد هسته اورانیوم می باشند. سپس شکست هسته ای و آزاد شدن نوترون ها به صورت زنجیروار به سرعت ، تکثیر و توسعه می یابد. در هر دوره تعداد نوترون ها دو برابر می شود.

انرژی بستگی هسته ای:
می توان تصور کرد که جرم هسته M با جمع کردن Z تعداد پروتون ها ضربدر جرم پروتون و N تعداد نوترون ها ضربدر جرم نوترون بدست می آید. M=ZxMp p+NxMn از طرف دیگر M همیشه کمتر از مجموع جرم های تشکیل دهنده های منزوی هسته است. این اختلاف به توسط فرمول انشتین توضیح داده می شود که رابطه بین جرم و انرژی ( هم ارزی جرم و انرژی ) را برقرار می سازد.اگر یک دستگاه مادی دارای جرم باشد در این صورت دارای انرژی کلی E است. ۲E=M C که در آن C سرعت نور در خلا و M جرم کل هسته مرکب از نوکلئون ها و E مقدار انرژیی است که در اثر فروپاشی جرم M تولید می شود. بنابر این اصول انرژی

هسته ای بر آزاد سازی انرژی پیوندی هسته ، استوار است. هر سیستمی که دارای انرژی پیوندی بیشتر باشد پایدار می باشد.در واقع جرم مفقود شده در واکنش های هسته ای طبق فرمول ۲E=M C به انرژی تبدیل می شود. پس انرژی بستگی اختلاف جرم هسته و جرم نوکلئون های تشکیل دهنده آن است. که معرف کاری است که باید انجام شود تا نوکلئون ها از هم جدا شوند.

این فقط قسمتی از متن مقاله است . جهت دریافت کل متن مقاله ، لطفا آن را خریداری نمایید
word قابل ویرایش - قیمت 8700 تومان در 37 صفحه
87,000 ریال – خرید و دانلود
سایر مقالات موجود در این موضوع
دیدگاه خود را مطرح فرمایید . وظیفه ماست که به سوالات شما پاسخ دهیم

پاسخ دیدگاه شما ایمیل خواهد شد