هایدی

مرجع دانلود فایل ,تحقیق , پروژه , پایان نامه , فایل فلش گوشی

هایدی

مرجع دانلود فایل ,تحقیق , پروژه , پایان نامه , فایل فلش گوشی

دانلود مقاله چرخه سوخت هسته ای

اختصاصی از هایدی دانلود مقاله چرخه سوخت هسته ای دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

 

 

مقدمه
سنگ معدن اورانیوم موجود در طبیعت از دو ایزوتوپ 235U به مقدار 0.7 درصد و 238U ‏به مقدار 3.99 درصد تشکیل شده است. سنگ معدن را ابتدا در اسید حل کرده و ‏بعد از تخلیص فلز ، اورانیوم را بصورت ترکیب با اتم فلوئور (9F ) و بصورت مولکول ‏اورانیوم هگزا فلوراید تبدیل می‌کنند که به حالت گازی است. سرعت متوسط ‏مولکولهای گازی با جرم مولکولی گاز نسبت عکس دارد.

 


غنی سازی اورانیوم با دیفوزیون گازی
گراهان در سال 1864 پدیده‌ای 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 می‌کنند. در عمل اورانیوم ‏هگزا فلوراید طبیعی گازی شکل را از ستونهایی که جدار آنها از اجسام متخلخل ‏‏(خلل و فرج دار) درست شده است عبور می‌دهند. سوراخهای موجود در جسم ‏متخلخل باید قدری بیشتر از شعاع اتمی یعنی در حدود 2.5 آنگسترم (7-‏25x10 سانتیمتر) باشد
ضریب جداسازی متناسب با اختلاف جرم مولکولها است. روش غنی سازی ‏اورانیوم تقریبا مطابق همین اصولی است که در اینجا گفته شد. با وجود این ‏می‌توان به خوبی حدس زد که پرخرج ترین مرحله تهیه سوخت اتمی همین ‏مرحله غنی سازی ایزوتوپها است، زیرا از هر هزاران کیلو سنگ معدن اورانیوم ‏‏140 کیلوگرم اورانیوم طبیعی بدست می‌آید که فقط یک کیلوگرم 235U ‏خالص در آن وجود دارد. ‏
غنی سازی اورانیم از طریق میدان مغناطیسی
یکی از روشهای غنی سازی اورانیوم استفاده از میدان مغناطیسی بسیار قوی می‌باشد. در این روش ابتدا اورانیوم هگزا فلوئورید را حرارت می‌دهند تا تبخیر شود. از طریق تبخیر ، اتمهای اورانیوم و فلوئورید از هم تفکیک می‌شوند. در این حالت ، اتمهای اورانیوم را به میدان مغناطیسی بسیار قوی هدایت می‌کنند. میدان مغناطیسی بر هسته‌های باردار اورانیم نیرو وارد می کند ( این نیرو به نیروی لورنتس معروف می باشد) و اتمهای اورانیوم را از مسیر مستقیم خود منحرف می‌کند. اما هسته‌های سنگین اورانیم (238U ) نسبت به هسته‌های سبکتر (235U ) انحراف کمتری دارند و درنتیجه از این طریق می‌توان 235U را از اورانیوم طبیعی تفکیک کرد.
چگونه یک بمب هسته ای بسازیم ؟
بمب های اتمی شامل نیروهای قوی و ضعیفی اند که این نیروها هسته یک اتم را به ویژه اتم هایی که هسته های ناپایداری دارند، در جای خود نگه می دارند. اساسا دو شیوه بنیادی برای آزادسازی انرژی از یک اتم وجود دارد:

 

1- شکافت هسته ای: می توان هسته یک اتم را با یک نوترون به دو جزء کوچک تر تقسیم کرد. این همان شیوه ای است که در مورد ایزوتوپ های اورانیوم (یعنی اورانیوم 235 و اورانیوم 233) به کار می رود.
- همجوشی هسته ای: می توان با استفاده از دو اتم کوچک تر که معمولا هیدروژن یا ایزوتوپ های هیدروژن (مانند دوتریوم و تریتیوم) هستند، یک اتم بزرگ تر مثل هلیوم یا ایزوتوپ های آن را تشکیل داد. این همان شیوه ای است که در خورشید برای تولید انرژی به کار می رود. در هر دو شیوه یاد شده میزان عظیمی انرژی گرمایی و تشعشع به دست می آید.
برای تولید یک بمب اتمی موارد زیر نیاز است:
- یک منبع سوخت که قابلیت شکافت یا همجوشی را داشته باشد.
- دستگاهی که همچون ماشه آغازگر حوادث باشد.
- راهی که به کمک آن بتوان بیشتر سوخت را پیش از آنکه انفجار رخ دهد دچار شکافت یا همجوشی کرد.
در اولین بمب های اتمی از روش شکافت استفاده می شد. اما امروزه بمب های همجوشی از فرآیند همجوشی به عنوان ماشه آغازگر استفاده می کنند.
بمب های شکافتی (فیزیونی): یک بمب شکافتی از ماده ای مانند اورانیوم 235 برای خلق یک انفجار هسته ای استفاده می کند. اورانیوم 235 ویژگی منحصر به فردی دارد که آن را برای تولید هم انرژی هسته ای و هم بمب هسته ای مناسب می کند. اورانیوم 235 یکی از نادر موادی است که می تواند زیر شکافت القایی قرار بگیرد.اگر یک نوترون آزاد به هسته اورانیوم 235 برود،هسته بی درنگ نوترون را جذب کرده و بی ثبات شده در یک چشم به هم زدن شکسته می شود. این باعث پدید آمدن دو اتم سبک تر و آزادسازی دو یا سه عدد نوترون می شود که تعداد این نوترون ها بستگی به چگونگی شکسته شدن هسته اتم اولیه اورانیوم 235 دارد. دو اتم جدید به محض اینکه در وضعیت جدید تثبیت شدند از خود پرتو گاما ساطع می کنند. درباره این نحوه شکافت القایی سه نکته وجود دارد که موضوع را جالب می کند.
- احتمال اینکه اتم اورانیوم 235 نوترونی را که به سمتش است، جذب کند، بسیار بالا است. در بمبی که به خوبی کار می کند، بیش از یک نوترون از هر فرآیند فیزیون به دست می آید که خود این نوترون ها سبب وقوع فرآیندهای شکافت بعدی اند. این وضعیت اصطلاحا «ورای آستانه بحران» نامیده می شود.
2 - فرآیند جذب نوترون و شکسته شدن متعاقب آن بسیار سریع و در حد پیکو ثانیه (12-10 ثانیه) رخ می دهد.
3 - حجم عظیم و خارق العاده ای از انرژی به صورت گرما و پرتو گاما به هنگام شکسته شدن هسته آزاد می شود.
انرژی آزاد شده از یک فرآیند شکافت به این علت است که محصولات شکافت و نوترون ها وزن کمتری از اتم اورانیوم 235 دارند. این تفاوت وزن نمایان گر تبدیل ماده به انرژی است که به واسطه فرمول معروف E=mc2 محاسبه می شود. حدود نیم کیلوگرم اورانیوم غنی شده به کار رفته در یک بمب هسته ای برابر با چندین میلیون گالن بنزین است. نیم کیلوگرم اورانیوم غنی شده انداز ه ای معادل یک توپ تنیس دارد. در حالی که یک میلیون گالن بنزین در مکعبی که هر ضلع آن 17 متر (ارتفاع یک ساختمان 5 طبقه) است، جا می گیرد. حالا بهتر می توان انرژی آزاد شده از مقدار کمی اورانیوم 235 را متصور شد.برای اینکه این ویژگی های اروانیوم 235 به کار آید باید اورانیوم را غنی کرد. اورانیوم به کار رفته در سلاح های هسته ای حداقل باید شامل نود درصد اورانیوم 235 باشد.در یک بمب شکافتی، سوخت به کار رفته را باید در توده هایی که وضعیت «زیر آستانه بحران» دارند، نگه داشت. این کار برای جلوگیری از انفجار نارس و زودهنگام ضروری است. تعریف توده ای که در وضعیت «آستانه بحران» قرار داد چنین است: حداقل توده از یک ماده با قابلیت شکافت که برای رسیدن به واکنش شکافت هسته ای لازم است. این جداسازی مشکلات زیادی را برای طراحی یک بمب شکافتی با خود به همراه می آورد که باید حل شود.
1 - دو یا بیشتر از دو توده «زیر آستانه بحران» برای تشکیل توده «ورای آستانه بحران» باید در کنار هم آورده شوند که در این صورت موقع انفجار به نوترون بیش از آنچه که هست برای رسیدن به یک واکنش شکافتی، نیاز پیدا خواهد شد.
2 - نوترون های آزاد باید در یک توده «ورای آستانه بحران» القا شوند تا شکافت آغاز شود.
3 - برای جلوگیری از ناکامی بمب باید هر مقدار ماده که ممکن است پیش از انفجار وارد مرحله شکافت شود برای تبدیل توده های «زیر آستانه بحران» به توده هایی «ورای آستانه بحران» از دو تکنیک «چکاندن ماشه» و «انفجار از درون» استفاده می شود.تکنیک «چکاندن ماشه» ساده ترین راه برای آوردن توده های «زیر بحران» به همدیگر است. بدین صورت که یک تفنگ توده ای را به توده دیگر شلیک می کند. یک کره تشکیل شده از اورانیوم 235 به دور یک مولد نوترون ساخته می شود. گلوله ای از اورانیوم 235 در یک انتهای تیوپ درازی که پشت آن مواد منفجره جاسازی شده، قرار داده می شود.کره یاد شده در انتهای دیگر تیوپ قرار می گیرد. یک حسگر حساس به فشار ارتفاع مناسب را برای انفجار چاشنی و بروز حوادث زیر تشخیص می دهد:
1 - انفجار مواد منفجره و در نتیجه شلیک گلوله در تیوپ
2 - برخورد گلوله به کره و مولد و در نتیجه آغاز واکنش شکافت
3- انفجار بمب
کاربرد انرژی هسته ای در تولید برق :
یکی از مهم ترین موارد استفاده صلح آمیز از انرژی هسته ای ، تولید برق از طریق نیروگاههای اتمی است. با توم به پایان پذیر بودن منابع فسیلی و روند رو به رشد توسعه اجتماعی و اقتصادی ، استفاده از انرژی هسته ای برای تولید برق را امری ضروری و لازم می دانند و ساخت چند نیروگاه اتمی را دنبال مینماید.
ایران هر ساله حدودا به هفت هزار مگاوات برق در سال نیاز دارد. نیروگاه اتمی بوشهر 1000 مگاوات برق را در صورت راه اندازی تامین می نماید. و احداث نیروگاههای دیگر برای رفع این نیازی ضروری است. برای تولید میزان برق حدود 190 میلیون بشکه نفت خام مصرف می شود. که در صورت تامین از طریق انرژی هسته ای سالیانه 5 میلیارد دلار صرفه جویی خواهد شد.
برتری انرژی هسته ای بر سایر انرژیها:
علاوه بر صرفه اقتصادی دلایل زیر استفاده از انرژی هسته ای را ضروری مینماید. منابع فسیلی محدود بوده و متعلق به نسلهای آتی میباشد. استفاده از نفت خام در صنایع تبدیل پتروشیمی ارزش بیشتری دارد. تولید برق از طریق نیروگاه اتمی ، آلودگی نیروگاههای کنونی را ندارد. تولید هفت هزار مگاوات با مصرف 190 میلیون شبکه نفت خام ، هزارتن دیاکسید کربن ، 150 تن ذرات معلق در هوا ، 130 تن گوگرد و 50 تن اکسید نیتروژن را در محیط زیست پراکنده می کند، در حالی که نیروگاه اتمی چنین آلودگی را ندارد.
کاربرد انرژی هسته ای در بخش دامپزشکی و دامپروری :
تکنیکهای هسته ای در حوزه دامپزشکی موارد مصرفی چون تشخیص و درمان بیماریهای دامی ، تولید مثل دام ، اصلاح نژاد و دام ، تغذیه ، بهداشت و ایمن سازی محصولات دامی و خوراک دام دارد.
آنچه باید بدانیم:
تکنیکهای هسته ای بر کشف مینهای ضد نفر نیز کاربرد دارد. بنابرین ، دانش هسته ای با این قدرت و وسعتی که دارد، هر روز بر دامنه استفاده از فناوری هسته ای و بویژه انرژی هسته ای افزوده می شود. کاربرد انرژی در بخشهای مختلف به گونهای است که اگر کشوری فناوری هسته ای را نهادینه نماید، در بسیاری از حوزه‌های علمی و صنعتی ، ارتقای پیدا می کند و مسیر توسعه را با سرعت طی می نماید.
بمبهای هسته ای چگونه ساخته میشوند؟
بمبهای هسته ای به دو شکل ساخته می شوند. بمبهای شکافتی (اتمی) و بمبهای همجوشی (هیدروژنی). در حالیکه جزئیات این بمبها محرمانه است ولی نکات اساسی آنها قابل دسترس است. سوخت در یک بمب شکافتی مشتمل بر اورانیوم 235 و پلوتونیم 239 ی تقریبا خالص است که هر دو هسته های شکافت پذیری دارند. یک تکه ی کوچک از چنین ماده ای نمی تواند منفجر شود زیرا تعداد بسیار زیادی از نوترونها فرار می کنند. ولی در یک جرم به قدر کافی بزرگ (بحرانی) واکنش زنجیره ای صورت می گیرد. یک نوترون اولیه ی اتفاقی باعث شروع شکافت خواهد شد... یک بمب نوعی تقریبا 10 به توان 24نوترون در کمتر از 10به توان 7- ثانیه آزاد می کند که باعث گرمای بسیار شدید می شود. همجوشی فرق دارد. همجوشی وقتی رخ می دهد که دو هسته ی سبک را آنقدر به هم نزدیک کنیم که در حوزه ی عمل جاذبه ی متقابل نیروی هسته ای قوی قرار گیرند. از آن به بعد به شدت هم را جذب می کنند و اتمی سنگین تر تولید می کنند و مقداری انرژی آزاد می کنند. همجوشی را می توان در محیط پلاسمایی بوجود آورد و اخیرا با لیزر هم این کار را می کنند. در این همجوشی قرصهای کوچکی از دوتریم و ترتیم (عناصری سبک که همخانواده ی هیدروژنند) را بوسیله فوجهای لیزری پرقدرت گرم می کنند. اگر توان لیزرها کم باشد انفجارهای کوچکی در این قرصهای کوچک رخ می دهد. اما اگر قدرت بالا باشد و در زمان کوتاه اثر کنند همجوشی رخ می دهد. توان این نوع لیزرها بیش از توان نیروی برق آمریکاست. پس تهیه اش بسیار سخت است .
استفاده مفید از همجوشی هسته‌ای: <:P:>
واکنشهای همجوشی در آزمایشگاه از طریق بمباران مواد سبک مناسبی که به عنوان هدف قرار می‌گیرند با مثلا ، دوترونهایی پر انرژی که از یک شتابدهنده ذرهای پرتاب می‌شوند. تولید می‌گردد. در این واکنشها ، هسته‌هایی تولید می‌شوند که هم از هسته‌ها "پرتابه‌ها" و هم از هسته‌هایی که هدف قرار گرفته، سنگینترند. البته در این واکنشها تعدادی ذرات اضافی و تعدادی انرژی آزاد می‌شود. <:P:>
در واکنش همجوشی معروفی ایزوتوپی از هیدروژن با عدد اتمی A=3 از جوش خوردن هیدروژنهای اتمی که تریتیم نامیده می‌شود، تولید می‌شود. تریتیم که به تعداد ناچیز در طبیعت یافت می‌شود. رادیواکتیو بوده و نیم عمر آن حدود 12 سال است. تریتیم پس از گسیل ذره بتا به 32He که ایزوتوپی از هلیم است تباهی می‌یابد. <:P:>
هرگاه هدفی شامل تریتیم با دوترون بمباران شود، 42He تولید و MeV17.6انرژی آزاد می‌گردد. از این انرژیMeV 14.1 به صورت انرژی جنبشی نوترون و 3.5MeV به صورت انرژی جنبشی هسته تولید شده ظاهر می‌گردد. همجوشی تریتیم و دوتریم امکان فراهم آمدن منابع بزرگی از انرژی را برای ، مثلا ، توانگاه‌های الکتریکی به دست می‌دهد. دوتریم در آب وجود دارد. فراوانی آن حدود یک در هفت هزار اتم هیدروژن است و می‌توان آن را ایزوتوپ سبکتر خود جدا کرد. <:P:>
چهار لیتر آب حدود 0.13gr دوتریم دارد، که امروزه می‌توان با هزینه حدود 8% دلار آن را جدا کرد. اگر این مقدار کم دوتریم بتواند در شرایط مناسب با تریتیم (که احتمالا با واکنش مورد بحث فوق تشکیل شده باشد) ترکیب شود. برونداد انرژی آن معادل انرژی حاصل از حدود 1140 لیتر بنزین خواهد بود. مقدار کل دوتریم موجود در اقیانوسها بالغ بر حدود 1017Kg و محتوای انرژی آن حدود 1020 کیلو وات در سال است. اگر بتوانیم دوتریم و تریتیم را برای تولید انرژی مورد استفاده قرار دهیم، منبع عظیمی از انرژی فراهم می‌شود. <:P:>
چرا سهم بزرگی از انرژی هدر می‌رود؟ <:P:>آزاد شدن انرژی زیاد با فرآیند همجوشی برروی زمین ، تاکنون فقط به وسیله انفجارهای آزمایش‌های مربوط به گرما هسته‌ای از قبیل بمبهای هیدروژنی ممکن بوده‌است. یک بمب هیدروژنی مرکب از مخلوطی از عناصر سبک با یک بمب شکافتی است. ذرات پرانرژی که به وسیله واکنش شکافت ایجاد می‌شود. به عنوان آغازگر واکنش همجوشی به‌کار می‌آید. <:P:>انفجار یک بمب شکافتی دمایی در حدود 5x107˚K تولید می‌کند. که برای ایجاد واکنش همجوشی کافی است. به دنبال آن واکنشهای همجوشی مقادیر عظیمی انرژی اضافی آزاد می‌کنند. انرژی رها شده کل بسیار بیشتر از آن خواهد بود که از بمب شکافتی ، به تنهایی آزاد می‌شود. علاوه بر این ، برای اندازه بمبهای شکافتی نوعی حد بالا وجود دارد. که در ماورای آن قدرت تخریبی این بمبها خیلی بیشتر می‌شود. (زیرا ماده شکافتپذیر اضافی آنها پیش از آنکه بتواند دچار شکافت شود، پراکنده می‌گردد) اما برای اندازه سلاحهای هیدروژنی چنین حدی وجود ندارد و بنابر این قدرت تخریب آن محدودیت ندارد. <:P:>
پیامدهای انرژی هسته‌ای:
:P:>عناصر طبیعی یا مصنوعی که هسته اتمی آنها تحت تاثیر بمباران نوترون مستعد شکست می‌باشد. در این عمل تعداد بیشتری نوترون (دو یا سه) نسبت به آنچه که در شکست مصرف شده، آزاد می‌گردد و شبیه شکل گرفتن بهمن برفی ، یک واکنش زنجیری شکست در این مواد شروع می‌شود. این مواد شامل اورانیم 235 ، پلوتونیم 239 ، اورانیم 233 و اورانیم 238 می‌باشد. در مورد واکنشهای حرارتی ـ هسته‌ای کنترل شده (ترکیب هسته‌های اتمی عناصر سبک و تبدیل آنها به هسته عناصر سنگینتر) ، سوخت هسته‌ای شامل تمام ایزوتوپهای هیدروژن «پروتنیوم ، دوتریم ، تریتیوم) و نیز لیتیوم می‌گردد. <:P:>
استفاده مفید از سوخت شکافت هسته‌ای:
<:P:>شکافت هسته‌ای نمونه‌ای از یک نتیجه غیر منتظره عملی بسیار مهمی است که در جریان یک کار پژوهشی حاصل شد. کار پژوهش مذکور به دلایل متعددی صورت می‌گرفت ولی هیچ یک با امکان مفید بودن کشف مورد نظر ارتباطی نداشت. این کشف همچنین نمونهای بسیار عالی از به کارگیری همزمان روشهای فیزیکی و شیمیایی در تحقیقات هسته‌ای و سودمندی کار جمعی است. پس از آنکه ژولیو کوری و ماری کوری نشان دادند بعضی از محصولات واکنش های هسته‌ای رادیواکتیواند. <:P:>فرمی و همکاران او در ایتالیا عهده دار شدند تا مطالعه‌ای سازمان یافته درباره آن گونه واکنشهای هسته‌ای که با نوترون القا می‌شوند. به عمل آوردند. فرمی در سال 1934 دریافت که بمباران اورانیم با نوترون واقعا عناصر رادیواکتیو جدیدی در هدف تولید می‌کند که با گسیل پرتوها و فعالیت تباهی و نیم عمرهای نسبتا کوتاه که مشخصه جدید بودن آنها بود، معلوم می‌شد. در بدو امر تصور می‌رفت که این عناصر جدید همان عناصر ماورای اورانیم فرضی باشند. انرژی آزاد شده در شکافت هسته در حدود 200MeV است. <:P:>این مقدار انرژی را یا از طریق مقایسه جرمهای سکون مواد ترکیب شونده و مواد تولید شده یا از طریق منحنی انرژی اتصال می‌توان حساب کرد. انرژی آزادشده در عمل شکافت 20 برابر بیشتر از واکنش های هسته‌ای معمولی است که معمولا کمتر از 10MeV است و همچنین بیش از یک میلیون مرتبه بزرگتر از واکنش های شیمیایی است. در شرایط مناسب نوترونهای آزاد شده در عمل شکافت می‌تواند به نوبه خود ، موجب شکافت در اتمهای اورانیم مجاور خود شوند، و در این صورت فرآیندی که معروف به واکنش زنجیری است در یک نمونه اورانیم صورت می‌گیرد. ترکیبی از رهایی انرژی بسیار زیاد در عمل شکافت و امکان واکنش زنجیری مبنایی است برای استفاده بزرگ مقیاس از انرژی هسته‌ای. <:P:>
پیامدهای شکافت هسته‌ای: <:P:>استفاده از انرژی هسته‌ای به مقیاس زیاد بین سالهای 1939 ، تا 1945 در ایالات متحده انجام شد. این امر زیر فشار جنگ جهانی دوم به صورت نتیجه تلاشهای مشترک عده کثیری از دانشمندان و مهندسان صورت گرفت. دست اندرکارانی که در ایالات متحده به این کار اشتغال داشتند آمریکایی ، بریتانیایی ، و پناهندگان اروپایی کشورهایی بودند که زیر سلطه فاشیسم بود. تلاش آنان ، این بود که پیش از آلمانیها به یک سلاح هسته‌ای دست یابند. <:P:>در طول جنگ جهانی دوم از راکتورهای هسته‌ای برای تولید مواد خام نوعی بمب هسته‌ای ، یعنی برای ساختن 239Pu از 238U استفاده می‌شد. طراحی این راکتورها به گونهای بود که بعضی از نوترونهای حاصل از شکافت اتمی 235U به قدر کافی کند می‌شدند و موجب بروز شکافت در اتمهای 238U نمی‌شدند. (در اورانیم طبیعی ، فقط حدود 75. 0% اتم‌های 235U وجود دارد) در عوض ، نوترونهای مذکور از طریق واکنشهایی که در بخش قبل بیان شده به وسیله 238U جذب شده و هسته‌های 239Pu را تشکیل می‌دادند.
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.
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 70 درصد اورانیوم بوده و داراى خواص پرتوزایى (radioactive) است.
هدف پایه اى دانشمندان هسته اى از فرآیند غنى سازى

 

 

فرمت این مقاله به صورت Word و با قابلیت ویرایش میباشد

تعداد صفحات این مقاله 24   صفحه

پس از پرداخت ، میتوانید مقاله را به صورت انلاین دانلود کنید


دانلود با لینک مستقیم


دانلود مقاله چرخه سوخت هسته ای

پایان نامه نفت و انواع سوخت رشته اقتصاد و مهندسی نفت

اختصاصی از هایدی پایان نامه نفت و انواع سوخت رشته اقتصاد و مهندسی نفت دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

پایان نامه نفت و انواع سوخت رشته اقتصاد و مهندسی نفت


پایان نامه نفت و انواع سوخت رشته اقتصاد و مهندسی نفت

دانلود متن کامل این پایان نامه با فرمت ورد word

 

مقدمه :

ایران کشور ما دارای منابع سرشار نفت و گاز می‌باشد و چنانکه بر همه روشن است مقادیر عظیم گازهای طبیعی حاصل از استخراج نفت تا همین چند سال بیش بدون هیچگونه استفاده سوزانده شده و از بین میرفت. بنابراین با وجود گاز طبیعی فراوان در ایران و در نتیجه در دسترس بودن و ارزانی آن و سوختن تمیز با ارزش حرارتی قابل ملاحظه آن همه اینها و خیلی خواص دیگر میتواند انسان را بر آن دارد که از گاز نیز مثل سایر مواد سوختنی حاصل از نفت درسوخت ماشین‌ها و دستگاه‌های سوختی استفاده کنند بطورکلی در دنیا امروزه مهمترین سوخت مورد استفاده در انواع موتورهای درون سوز شامل : بنزین ، گازوئیل، گاز و گاز مایع می‌باشند که همه از ترکیبات هیدرکربورها می‌باشند.که میزان استفاده از هر کدام از مواد سوختنی فوق در هر منطقه در درجه اول به فراوانی و ارزانی بستگی دارد.

چکیده :

هدف از این بررسی آشنائی به خواص گاز مایع و امکان استفاده از آن در موتورهای درون سوز می‌باشد. و چنانکه خواهیم دید موتورهای گاز مایع سوز شبیه انواع بنزینی است. ولی نظر به سوخت ویژه‌ای که در این موتورها بکار می‌رود ، نیاز به برخی و سایل و ابزاری مخصوص بخو د دارد . مطالب   مورد بحث در این مجموعه صرفا یک بررسی مقدماتی جهت شناسایی ساختمان سیستم سوخت رسانی موتورهای گاز مایع سوز و نحوه کارآنها می‌باشد .

که در ادامه این بحث به بررسی کامل انواع سوخت ‌های گازی مورد استفاده در موتورهای بنزینی و همچنین به نحوه کار موتورهای بنزینی و گازی می‌پردازیم که همچنین به بررسی انواع آلاینده‌های موجود در موتورهای بنزینی و گازی و همچنین مقایسه بین آنها از نظر میزان آلاینده‌ها و همچنین به بررسی تاثیر گاز سوز کردن موتورهای بنزینی از نظر عملکرد موتور و مقایسه بین موتورهای بنزینی و گازی از نظر عملکرد می‌پردازیم که به صورت یک سری نمودار‌ها و داده‌های آماری به دست آمده از یک سری منابع ، آورده شده و در کل به نتیجه گاز سوز کردن موتور می‌پردازیم و در پایان یادآور می‌شویم که در صورت گاز سوز شدن صحیح اتومیبل‌ها کارکرد آنها تفاوت چشم گیری نکرده و قدرت و کشش ماشین حدود 5 درصد نسبت به بهترین حالت کار با بنزین ( که معمولا ماشین‌ها هیچ وقت در این حالت نمی‌باشد) پائین می‌آید که به هیچ وجه محسوس نمی‌باشد.

فصل اول : سوخت و انواع آن

عوامل قابل اهمیت در انواع سوخت :

-بایستی دارای ارزش حرارتی قابل ملاحظه‌ای باشد

-درحرارت‌های کم نیز بتواند بصورت بخار در آیند

-بخار سوخت بتواند با مخلوط مناسب اکسیژن فوراً بسوزد

-تولیداتی که از احتراق چنین سوخت‌هایی حاصل می‌شود بایستی زیان آور نبوده و برای سلامت محیط زیست خطرناک نباشد

-آنها را بتوان در شرایط طبیعی حمل و نقل کرده ، چه از نظر سادگی عمل و چه از نظر اصول ایمنی

– تولید آنها از نظر اقتصادی مناسب باشد.

-سیستم مصرف مصرف کننده اقتصادی باشد.

احتراق سوخت هیدروکربنه :

سوختن بطورعموم عبارت است از ترکیب با اکسیژن که به منجر به ایجاد محصولی بنام اکسید می‌شود. سوختن ممکن است خیلی سریع و یا کند باشد. مثلا زنگ زدگی آهن به نتیجه ترکیب آهن با اکسیژن بمدت طولانی است و یا سوختن ذغال چوب خیلی سریع انجام می‌شود.

در موتورهای درون سوز نیز ترکیب ماده سوختنی با اکسیژن اتفاق می‌افتد و نتیجه تولید اکسیدهای کربن که اغلب شامل منواکسید و دی اکسید کربن و همین طور مقداری بخار آب و حرارت می‌باشد.

مانند :

CO2+2H2O+Q CH4+2O2 :متان

C8H18+12.5O2 8CO2+9H2O+Q : اکتان

انواع سوخت موتورهای درون سوز :

معمول‌ترین سوخت‌های رایج در موتورهای درون سوز، عبارت از، بنزین ، نفت ، گاز و گاز مایع و گازوئیل می‌باشد. که چهار نوع اول در موتورهائی که با سیستم جرقه شمع کار می‌کند مورد استفاده قرار می‌گیرند و گازوئیل نیز سوخت موتورهای دیزل را شامل می‌شود.

انتخاب صحیح مخلوط سوخت :

باید دانست که 23 درصد حجم هوا را اکسیژن تشکیل می‌دهد، که در سوختن تاثیر دارد و 77 درصد بقیه شامل نیتروژن و سایر گازها است که در عمل احتراق تاثیری ندارد. البته نیتروژن در حرارت‌های بالا تا حدودی می‌سوزد و ایجاد اکسید‌های ازت کرده، که در آلودگی محیط زیست تاثیر بسزایی دارند.

بطورکلی یک مخلوط سوخت وهوا به نسبت 1 : 15 با در نظر گرفتن وزن صحیح آنها یک احتراق . کامل و طبیعی دارد. در صورتیکه مخلوط از نظر سوخت قوی تر باشد آنرا غنی و اگر هوا بیشتر باشد آنرا رقیق می‌گویند که مخلوط سوخت‌های غنی را می‌توان از ایجاد دوده در اگزوز، کاهش یا ضعف قدرت و بالاخره گرم کردن موتور تشخیص داد. همینطور برای شناسائی مخلوط رقیق می‌توان از ایجاد شدن Back f iring در مدخل ورودی گاز و کاربراتور که مهمترین عامل شناسائی این پدیده است، و همچنین دیر روشن شدن موتور ، ضعیف شدن قدرت موتورو بالاخره گرم کردن به این موضوع پی برد.

با توجه به منحنی شماره (1-1) که در مورد بنزین است و از تغییر تنظیم کاربراتور بوجود آمده‌اند نشان می‌رسد که ماکزیمم راندمان ، زمانی خواهد بود که نسبت میزان هوا به سوخت 1 : 16 باشد و ماکزیمم قدرت هنگامی صورت می‌گیرد که این میزان 1 : 12 می‌باشد. بنابراین تنظیم صحیح جایی بین این دو حد قرار دارد.

 متن کامل را می توانید دانلود نمائید چون فقط تکه هایی از متن پایان نامه در این صفحه درج شده (به طور نمونه)

ولی در فایل دانلودی متن کامل پایان نامه

همراه با تمام ضمائم (پیوست ها) با فرمت ورد word که قابل ویرایش و کپی کردن می باشند

موجود است

 

 


دانلود با لینک مستقیم


پایان نامه نفت و انواع سوخت رشته اقتصاد و مهندسی نفت

پایانامه در مورد سوخت هسته ای و فرایند آن

اختصاصی از هایدی پایانامه در مورد سوخت هسته ای و فرایند آن دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

پایانامه در مورد سوخت هسته ای و فرایند آن


پایانامه در مورد سوخت هسته ای  و فرایند آن

لینک پرداخت و دانلود *پایین مطلب*

فرمت فایل:Word (قابل ویرایش و آماده پرینت)


تعداد صفحه:64

 

 

 

 

 

علی رغم سابقه به وضوح ایمن در طول نیم قرن گذشته، امروزه یکی از بحث برانگیزترین جنبه های چرخه سوخت هسته ای مسئله مدیریت و دفع پسماندهای پرتوز است[.

P1 مشکل ترین مسئله، پسماندهای سطح بالا هستند، و دو سیاست مختلف برای مدیریت آنها وجود دارد:

  • بازفرآوری سوخت مصرف شده برای جدا کردن آنها (که با شیشه ای کردن و دفع کردن آنها ادامه می یابد) یا
  • دفع مستقیم سوخت مصرف شده دارای پرتوزایی سطح بالا به صورت پسماند.

]پسماندهای هسته ای اصلی در سوخت راکتور سفالی محفوظ باقی می مانند[.

P2 همانطور که در فصل‌های 3و4 به طور خلاصه گفته شد، “سوزاندن” سوخت در قلب راکتور محصولات شکافتی تولید می کند به مانند ایزوتوپ های مختلف باریم، استرونسیم، نریم، ید، کریپتون و گرنون (Ba، Sr، Cs، I، Kr، Xe). بیشترین ایزوتوپ‌های شکل گرفته به صورت محصولات شکافت در سوخت به شدت پرتوزا هستند و متعاقباً عمرشان کوتاه است.

P3 علاوه بر این اتم های کوچکتر به وجود آمده از شکافت سوخت، ایزوتوپ‌های ترااورانومی مختلفی هم با جذب نوترون تشکیل می شوند. از جمله اینها پلوتونیوم- 239، پلوتونیوم- 240 و پلوتونیوم- 241[1]، به علاوه محصولات دیگری هستند که از جذب نوترون توسط u-2381 در قلب راکتور و سپس تلاشی بتا به عمل می آیند. همه اینها پرتوزا هستند و به غیر از پلوتونیوم شکافت پذیر که “می‌سوزد”، در سوخت مصرف شده ای که از راکتور برداشته می شود باقی می مانند. ایزوتوپ های ترا اورانیوم و دیگر اکتنیدها[2] بیشترین قسمت از پسماندهای سطح بالای با طول عمر زیاد را شکل می دهند.

P4 در حالی که چرخه سوخت هسته ای صلح آمیز، پسماندهای مختلفی تولید می‌کند، این پسماندها “آلودگی” به شمار نمی آیند، زیرا در عمل همه آنها نگهداری و مدیریت می شوند، در غیر این صورت است که خطرناک خواهند بود. در حقیقت توان هسته ای تنها صنعت تولید انرژی است که مسئولیت کامل همه پسماندهایش را برعهده گرفته و هزینه آن را به طور کامل بر قیمت تولیداتش اضافه می کند. وانگهی هم اکنون مهارت های به دست آمده در مدیریت پسماندهای غیر نظامی در حال شروع به اعمال شدن به پسماندهای نظامی است که یک مشکل محیط زیستی جدی در چند نقطه جهان ایجاد کرده است


[1] - pa-241 است که تلاشی کرده و امرسیم- 241 را که در آشکارسازهای دود خانگی به کار می رود، برای ما ایجاد می کند.

[2] - اکتنیدها عناصری هستند با عدد اتمی 89 (اکتینیم) یا بالاتر و ترا اورانیوم ها بالاتر از 92 (اورانیوم)


دانلود با لینک مستقیم


پایانامه در مورد سوخت هسته ای و فرایند آن

تحقیق درباره سوخت

اختصاصی از هایدی تحقیق درباره سوخت دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

تحقیق درباره سوخت


تحقیق درباره سوخت

لینک پرداخت و دانلود *پایین مطلب*

فرمت فایل:Word (قابل ویرایش و آماده پرینت)


تعداد صفحه:18

فهرست:

تعریف سوخت

سوخت هسته ای

به هر ماده ای که توانایی ایجاد گرما ، در اثر سوختن یا تحول شیمیایی ، داشته باشد سوخت می گویند.سوختها را می توان به دودسته عمده طبیعی و مصنوعی تقسیم کرد . سوختهای طبیعی طی سالیان دراز در طبیعت تولید شده اند.در واقع ، این سوختها حتی بدون نیاز یه عملیات خاصی قابل استفاده هستند و به دلیل اینکه از کربن ، هیدروژن و سایر ترکیبات آنها ساخته شده اند ، یه آنها سوختهای هیدروکربنی یا سوختهای فسیلی نیز می گویند. سوختهای فسیلی از ترکیبات هیدروکربن ( ترکیباتی شامل کربن و هیدروژن ) و بقایای فسیل شده گیاهان و جانوران به وجود آمده اند.دگرگونی بقایای فسیلی ،از طریق واکنشهای بیوشیمیایی و تغییرات جغرافیایی ، سبب تولید این نوع سوختها شده است . این سوختها عبارتند از زغال سنگ ، نفت و گازطبیعی. سوختهای مصنوعی درنتیجه عملیات شیمیایی ، فیزیکی یا گرمایی بر روی سوختهای طبیعی به دست می آیند. از جمله این سوختها می توان زغال چوب ، کک، نفت سفید، گاز سوختنی تولیدی و عناثر بارورشده توسط فعل وانفعالات هسته ای را نام برد.

 


دانلود با لینک مستقیم


تحقیق درباره سوخت

پروژه عملکرد سوخت های جایگزین در موتورهای احتراق داخلی

اختصاصی از هایدی پروژه عملکرد سوخت های جایگزین در موتورهای احتراق داخلی دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

پروژه عملکرد سوخت های جایگزین در موتورهای احتراق داخلی


پروژه عملکرد سوخت های جایگزین در موتورهای احتراق داخلی

 

 

 

 

 

 



فرمت فایل : WORD (قابل ویرایش)

تعداد صفحات:50

فهرست مطالب:

    عنوان      صفحه
1    مقدمه     1
1-1    تاریخچه موتورهای احتراقی    1
1-2    مزایای موتورهای احتراق داخلی نسبت به سایر موتورها     3
2    اصول ترمودینامیکی موتورها     5
2-1    چرخه واقعی موتورهای بنزینی     5
2-2    چرخه واقعی موتورهای دیزل     9
3    ساختار و واکنش شیمیائی سوخت ها     9
4    احتراق     17
4-1    اکسیداسیون کند ، اکسیداسیون سریع ، احتراق زنده     17
4-1-1    اکسیداسیون کند     17
4-1-2    اکسیداسیون سریع     17
4-1-3    احتراق زنده     18
4-2    فرآیند احتراق در موتور دیزل     19
4-2-1    مراحل احتراق     20
4-2-2    طراحی احتراق برای موتور دیزل     27
4-3    فرآیند احتراق در موتور بنزینی     29
4-3-1    مراحل احتراق     29
4-4    مقایسه عملکرد موتور دیزلی و بنزینی     33
4-4-1    مقایسه عمومی موتورهای دیزلی و بنزینی     33
4-4-2    مقایسه مشخصات کلی احتراق در موتورهای دیزلی و بنزینی     34
4-5    روشهای بالابردن راندمان موتورهای دیزلی و بنزینی     40
4-5-1    چه نوع موتورهایی را می توان توربو کرد     41
4-5-2    توربو کردن موتورهای بنزینی     41
4-5-3    توربو کردن موتورهای دیزل     47
4-6    موتورهای درونسوز جدید     48
4-7    کاربرد فن آوری لیزری در طراحی نسل جدید موتورهای درونسوز    49

 

1- مقدمه
1-1 تاریخچه موتورهای احتراق داخلی
تاریخچه موتورهای احتراق داخلی به سال 1876 باز می گردد , کــه نیکـولاس اتـو (1891 – 1832) اولین موتور جرقه ای را ساخت . این موتور در ابتدا بنا بر سیکل ویژه ای کار کرد و با بازدهی حداکثر برابر 11 % دارای وزن زیادی بود . اتو با ارائه سیکل عملکرد 4 زمانه , بازده را به 14 % افزایش و در کنار کاهش حجم موتور وزن آن را نیز به کمتر از 3/1 حالت قبل کاهش داد . در سال 1884 امتیاز ثبت شده یک شخص فرانسوی به نام آلفونس بیودی روشاس ( 1893 – 1815 ) مربوط به سال 1862 منتشر شد که معلوم ساخت او قبل از اتو اصول سیکل 4 زمانه را شرح داده است , البته چون روشاس نتوانسته بود ایده های خود را عملی سازد در نتیجه امروزه اتو به عنوان مخترع موتور شناخته می شود .
از آن پس اشخاص بسیاری در اواخر قرن نوزدهم دست به ابداع موتورهای دیگری زدند و جملگی به این نتیجه رسیدند که نسبت تراکم تاثیر مستقیمی بر روی بازده موتور دارد ولی به دلیل مشکل کوبش مقدار آن به کمتر از 4 محدود شده بود . در دهه 1880 با توسعه کاربراتور و سیستم جرقه , سرعت موتور در اتومبیل ها فراهم شد . در سال 1892 یک مهندس آلمانی به نام رودلف دیزل ( 1913 – 1858 ) نوع جدیدی از موتور را به ثبت رساند . در طرح وی , در مرحله تراکم , تنها هوا متراکم , و در انتهای این مرحله سوخت مایع به داخل هوای داغ پاشیده می شد .از آنجاییکه در این طرح , هوا دچار کوبش نمی شود , لذا وی توانست نسبت تراکم را بالا ببرد و بازده موتور را دو برابر کند . یکی دیگر از طرح های موتور, موتور دورانی است که اولین آنها توسط فلیکس وانکل در سال 1957 به نتایج رضایت بخشی رسید .
سوختها نیز تاثیر فراوانی در توسعه موتورها داشته اند . اولین موتورها با سوختن گاز , توان مکانیکی تولید می کردند . بنزین در اواخر قرن نوزدهم برای استفاده در کاربراتورها مورد استفاده قرار گرفت . بنزینهای اولیه کاملا فرار بودند و در نتیجه , امکان افزایش نسبت تراکم به بیش از 4 نبود ولی در عوض راه اندازی موتور راحت بود . ویلیام برتون ( 1954 – 1865 ) توانست با کراکینگ حرارتی نفتهای سنگین بنزینی تولید کند تا بتوان به تقاضاهای روز افزون بنزین پاسخ داد . البته به دلیل بالا بودن نقطه جوش , استارت حالت سرد موتور مشکلتر بود ، که این مشکل نیز با اختراع استارتر برقی در سال 1912 حل شد . تاثیر ضد کوبش << تترا اتیل سرب >> در سال 1923 ، توسط شرکت <<جنرال موتورز>> کشف شد . در دهه 1930 ، استفاده از کاتالیزور فعال به جای کراکینگ حرارتی ، باعث تولید بنزین دارای کیفیت بالا شد . مساله آلودگی هوا در دهه 1940 در لوس آنجلس بروز کرد . در سال 1952 کشف شد که مشکل مه دود از واکنش بین اکسیدهای نیتروژن و ترکیبات هیدروکربنی در مجاورت نور خورشید صورت می گیرد که موتورها از عوامل اصلی آن هستند . موتورهای دیزل نیز منبع اصلی دوده و ذرات ریز هستند . لذا برای حفظ محیط زیست ، در کشورهای پیشرفته ، استانداردهایی در زمینه محدود ساختن آلاینده های خروجی موتور ارائه شد ، همچنین در موتور از تجهیزاتی مانند <<مبدلهای کاتالیزوری>> و در سوخت از مواد افزودنی برای بهبود کیفیت آن و حفظ سرب ، برای این مهم استفاده شود . از دهه 1970 ، به دلیل افزایش بهای فرآورده های نفتی برای کاهش مصرف موتور ، تلاش زیادی برای بالا بردن بازده صورت گرفت . البته باید در نظر داشت که کنترل آلودگی موتور باعث بالا رفتن مصرف سوخت می شود . تلاش بسیاری نیز درباره سوخت های جایگزین بنزین و گازوئیل صورت گرفته ، که از بین آنها می توان به گاز طبیعی ، متانول و اتانول اشاره کرد .
ئیدروژن ، بنزین و گازوئیل مصنوعی حاصل از سنگ های نفتی و زغال سنگ نیز جایگزینی بلند محسوب می شود . بعد از گذشت بیش از یک قرن ممکن است به نظر برسد که موتورها به حداکثر توسعه خود رسیده اند ولی موتورها همچنان به توان و بازده بالاتر و آلودگی کمتر می رسند .

1-2 مزایای موتورهای احتراق داخلی نسبت به سایر موتورها :
موتور وسیله ای است که انرژی شیمیایی سوخت را به انرژی محسوس یا <<حرارتی>> تبدیل ، و از این انرژی محسوس برای انجام کارمفید استفاده می کند . در موتورهای احتراق داخلی ، این فرآیندها ، در داخل سیلندر موتور و در هنگام عمل مستقیم محصولات داغ احتراق بر روی پیستون صورت می پذیرد . در موتور بخار ، که رایج ترین موتور احتراق خارجی است ، انرژی لازم برای عملکرد موتور ، ابتدا باید محصولات داغ احتراق را ترک کند . سپس از دیواره های یک مبدل حرارتی یا دیگ بخار گذر کند و به سیال عامل ، که غالباً آب یا بخار است اعمال شود . سپس بخار باید از طریق لوله هایی به سیلندر موتور جریان یابد ، تا در نهایت انرژی آن تبدیل به کار بر روی پیستون شود . دمای بخار سطوح دیگ باید به اندازه کافی کمتر از گازهای کوره ، و یا نقطه ذوب اجزای فلزی کوره باشد . به خاطر این واقعیت ، در سیلندر موتورهای بخار ، تنها به دماهای نه چندان زیاد می توان رسید که این مساله بازده این گونه موتورها را محدود می کند . در موتورهای احتراق داخلی تنها کسر کوچکی از انرژی گازهای سیلندر به قسمتهای فلزی موتور منتقل می شود . دیواره های فضای احتراق موتوری که با هوا خنک می شود ، ممکن است در دمای   یا بالاتر قرار بگیرد ، در حالیکه گازهای داخلی در دمای   یا بالاتر قرار دارند . به خاطر بالا بودن دمای گاز و افت دمای قابل دسترس در موتورهای احتراق داخلی ، با استفاده از این نوع موتورها ، می توان به بازده های بالایی دست یافت .
بازده بالا و عدم وجود وسایل دست و پاگیری مانند کوره ، دیگ بخار و کندانسور ، موجب می شود که موتورهای احتراق داخلی نسبت به خروجی خود نسبتاً سبک و جمع و جور باشند . علاوه بر این مزایا ، موتورهای احتراق داخلی یکی از کارآمدترین وسایلی است که در خدمت بشر می باشد . موتورهای احتراق داخلی تقریباً تنها منبع قدرت هواپیماها و خودروها می باشند .


دانلود با لینک مستقیم


پروژه عملکرد سوخت های جایگزین در موتورهای احتراق داخلی