تحقیق بمب اتمی و انرژی اتمی

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات
دسته بندی : وورد
نوع فایل :  word (..doc) ( قابل ویرایش و آماده پرینت )
تعداد صفحه : ۱۹ صفحه

 قسمتی از متن word (..doc) : 
 

‏بمب اتمی ‏و‏ انرژی اتمی
‏ 
‏  ‏ بمب اتمی چگونه ساخته می شود؟ این سوالی است که امروز برای بیشتر ایرانی ها پرسشی شده است. در ابتدا به این پرسش پاسخی داده و سپس نگاهی ‏ ‏به طرز کار رآکتور هسته ای می اندازیم.
‏  ‏ تمامی اشیاء و موجودات پیرامون ما از ذرات ریزی بنام اتم ویا ترکیبی از اتمها یعنی مولکول ها تشکیل شده است. اتمها ساختمانی شبیه به منظومه ی شمسی دارند که در آنها خورشید هسته ی اتم و الکترونها سیارات آن می باشند. هسته ی اتم شامل چندین ذره است که از آن میان دو تایش در این بحث مهم هستند. این دو تا پروتن ها و نوترون ها می باشند. پروتن ها دارای بار الکتریکی مثبت و نوترون ها دارای بار الکتریکی خنثی هستند. بار الکتریکی الکترونها منفی است. از میان تمامی اتمها تنها هیدروژن است که نوترون ندارد. هسته ی هیدروژن تنها یک پروتن دارد.
‏  ‏ ‏ ‏در اتمهای خنثی تعداد پروتن ها و الکترونها برابر است ولی تعداد نوترون ها می تواند متفاوت باشد. برخی از اتمها دارای تعداد‏ ‏ پروتن و الکترون یکسان ولی دارای نوترون های متفاوت اند. این نوع اتمها را ایزوتوپ همدیگر میگویند. طول عمر برخی از این ایزوتوپ ها بسیار کوتاه است. چنانکه پس از بوجود آمدن بزودی نابود می شوند. ولی برخی دیگر عمری طولانی دارند.
‏ 
‏  ‏ در ساختن بمب و رآکتور اتمی از دو ایزوتوپ استفاده میکنند. یکی ایزوتوپ هیدروژن بنام دوتریم که هسته اش شامل یک پروتن و یک الکترون است و دیگری ایزوتوپ های اورانیم می باشند. ایزوتوپ های اورانیم شامل‏ ‏ U235‏ ‏ ‏و U238 ‏ ‏که اولی دارای ۱۴۳ و دومی دارای ۱۴۶ نوترون می باشد در حالی که هردو به اندازه ی یکسان یعنی ۹۲ پروتن دارند. ایزوتوپ U235‏ در ساختن بمب و رآکتور اتمی بسیار مهم است.
‏  ‏ در طبیعت از هر ۱۰۰% اتم اورانیم تنها ۰.۷% آن اتم U235‏ است که مقدار زیادی نیست. برای بدست آوردن یک کیلو گرم اورانیم U235‏ ‏چندین تن سنگ معدن اورانیم لازم است. لازم به یادآوریست که برای کاراندازی یک رآکتور اتمی برای انرژی گیری از آن نیاز به اورانیم ۱ تا ۵ درصد غنی است. منظور از غنی کردن اورانیم اینست که مقدار اورانیم ۲۳۵ آنرا بیشتر کنند. برای اینکار بایستی چندین عملیات انجام شود.
‏  ‏ در شروع کار سنگ معدن را در اسید حل می کنند ‏ ‏(کیک زرد همان اکسید اورانیم است)و سپس آنرا از صافی می گذرانند و پس از آن با گاز فلور ترکیب می کنند تا گازی به اسم هگزافلورید اورانیم UF6 ‏ ‏بدست آورند. این گاز را از صفحه های فلزی متخلخل که قطر سوراخ هایش ۲۵ میلیاردم سانتیمتر است عبور می دهند، این عمل را دیفوزیون میگویند. در اثر این عمل گازهایی که سبکترند سریع تر از گازهایی که سنگین تر هستند از روزنه ها عبور می کنند. از این خاصیت گاز ها جهت غنی کردن، یعنی بالا بردن مقدار اورانیم ۲۳۵ استفاده می کنند.
‏ ‏ پس از این عمل با سانتریفوژهایی که ویژه ی این کار ساخته شده اند تصفیه ی مواد شروع می شود.
‏ 
‏حال چگونه از این ماده انرژی می گیرند؟
‏ 
‏  ‏ برای انرژی گیری باز سلسله مراتبی فیزیکی صورت میگیرد. در ابتدا یک نوترون که باری خنثی دارد وارد هسته ی اورانیم ۲۳۵ می شود. این عمل به این سادگی صورت نمی پذیرد بلکه برای اینکه نوترون وارد هسته شود بایستی بر خلاف تصور سرعت آن کم باشد. برای کم کردن سرعت نوترونها آنها را از آب سنگین عبور می دهند. چنانکه پیشتر اشاره شد. آب سنگین یا دوتریم از ایزوتوپ های آب سبک و یا به قول متعارف آب معمولی است. آب معمولی نمی تواند بدان مقداری که لازم است جلو سرعت نوترون را بگیرد. گیر آوردن این آب بود که آلمانی ها را به سوی نروژ کشاند و همین نیز باعث لو رفتن آلمانی ها به وسیله ی انگلیسی ها شد. انگلیسی ها در یافتند که آلمانی ها از نروژ آب سنگین می برند. بنابراین فهمیدند که آلمانی ها در صدد تولید بمب اتمی هستند. لذا با عملیاتی متهورانه مرکز تولید آب سنگین را در نروژ ویران کردند.
‏  ‏ در برخورد نوترون به هسته ی اورانیم ۲۳۵ ، هسته برانگیخته شده و سپس به دو و یا چند هسته ی سبکتر تجزیه میشود. به این عمل شکافت هسته ای می گویند. در یکی از این پروسه ها پس از برخورد نوترون به هسته ی اورانیم ۲۳۵ دو عنصر باریم ۱۳۸ و کریپون ۹۵ و ۳ تا نوترون ( در حقیقت برای هر ۱۰۰ اتم اورانیم ۲۳۵ ، تعداد ۲۴۷ نوترون بوجود میآید) و حدود ۲۰۰ میلیون الکترون ولت انرژی انتشار می یابد.
‏نوترون
‏پروتن
‏انرژی
‏در برخورد نوترون و هسته ی اورانیم ۲۳۵ ما شاهد بوجود آمدن انرژی، عناصر جدید و نوترون های جدید هستیم.
‏  ‏ ‏ ‏هر نوترون جدید تولید شده به اورانیم ۲۳۵ برخورد کرده سه نوترون بهمراه انرژی و همچنین موجب سه شکافت جدید می شود. انرژیی که از این شکافت ها برای یک کیلو گرم اورانیم انتشار مییابد برابر صد ها میلیون مگاوات است. این مقدار انرژی نبایستی بیک باره آزاد شود. چرا که موجب انفجاری شدید می شود. در انفجار بمب اتمی آمریکا روی هیروشیما بمبی از همین جنس اورانیم ۲۳۵ استفاده شد که قدرت تخریبی ۱۳ کیلوتن داشت. با در نظر گرفتن اینکه هر کیلوتن برابر ۱۰۰۰،۰۰۰ کیلو انفجار دینامیت