انرژی هسته ای

فرمت فایل : WORD ( قابل ویرایش ) تعداد صفحات:50

انـرژی اتمی                    نیـاز امـروز             ضـرورت فردا

مقدمه

تصور امکان ادامه زندگی امروزه بشر بدون وجود برق غیر قابل باور به نظر می رسد . در جهان کنونی قطع کوتاه مدت جریان برق می تواند لطمات جبران ناپذیری به روند زندگی وارد نماید . از این روی نیاز انسان به جریان الکتریسیته با نیاز به اکسیژن مقایسه
شده است .

افزایش جمعیت ، توسعه صنایع و کارخانجات و تولید روز افزون محصولاتی که برای استفاده متکی به جریان الکتریسیته هستند .

تولید روز افزون برق را اجتناب ناپذیر می سازد . این نیاز در کشورهای در حال توسعه به دلیل تمایل به رفع وابستگی و ایجاد اشتغال نمود بیشتری پیدا می نماید .

توسعه فعالیت در بخش کشاورزی و صنعت مستلزم در اختیار داشتن نیروی الکتریسیته کافی است ، علاوه بر آن که تامین برق مصرفی در بخش خانگی و شهری ( روشنایی معابر و امکان تفریحی ) که هر روز گسترش می یابد حجم زیادی از نیروی الکتریسیته را
طلب می نماید .

استفاده از سوخت های فسیلی ، نیروی آب و انرژی اتمی سه روش اصلی در تولید الکتریسیته در جهان محسوب می شود و در کنار آن استفاده از نیروی باد و انرژی خورشیدی به عنوان روشهای مکمل در برخی از کشورها سهم ناچیزی از تولید برق را به خود اختصاص می دهد .

براساس آخرین آمارها 105 کشور از جمله جمهوری اسلامی ایران تمام یا بیش از 80 درصد انرژی الکتریکی مورد نیاز خود را با استفاده از سوخت های فسیلی به دست
می آورند . در مقابل تنها 28 کشور تمام یا بیش از 80 درصد انرژی الکتریسیته مورد نیاز را با استفاده از نیروی آب ایجاد می نماید .

محدودیت منابع آبی یا عدم امکان احداث سد موجب گردیده تا تعداد کشورهای کمتری از نیروی آب برای تولید برق بهره گیرند . در مقابل بیشترین سهم در تولید الکتریسیته به سوخت های فسیلی اختصاص داده شده است که دسترسی به آن ساده تر به نظر می رسد

به دنبال افزایش قیمت نفت از یک سو و کاهش تدریجی ذخایر نفتی از سوی دیگر و در کنار آن محدودیت منابع آبی برخی از کشورها که به دنبال پیدا کردن منبع جایگزین برای تولید الکتریسیته بودند استفاده از انرژی اتمی را به عنوان بهترین راه برای به دست آوردن نیروی برق ارزان و مطمئن شناسایی نمودند .

براساس آخرین آمارها 31 کشور از انرژی اتمی به عنوان مولد بخشی از الکتریسیته مورد نیاز خود اقدام می نمایند .

فصل اول

شکافتن اتم

به نظر عامة مردم موفقیت های برجسته سالهای جنگ در زمینة فیزیک اتمی ( که به ساختن بمب اتم و پدید آمدن نیروی اتمی انجامید ) تا اندازة زیادی سایر پیشرفت های حاصله در علوم فیزیکی را تحت الشعاع قرار داد . البته صاحب نظران معاصر تنها از زاویة فیزیک اتمی به قضیه نگاه نمی کردند . با این که کشفیات جدید در مورد اتم بسیار جالب بود و جاذبة قابل ملاحظه ای داشت ، اما به طور کلی به آنها به عنوان پدیده هایی می نگریستند که ارتباط چندانی با زندگی روزمرة مردم ندارند . واقعیت آن بود که پیشرفت در جبهة وسیعی ( از جمله در زمینه هایی مانند تکنیک های استخراج فلزات و ژئوفیزیک ، هواشناسی و اقیانوس نگاری ) ، چه در سطح نظری و چه در سطح عملی ، در شرف وقوع بود .

پیشرفت های حاصله در دهة 1930

مطالعات کلاسیک در مورد الکتریسیته به جریان الکتریسیته در اجسام هادی مربوط
می شد . اما با تحویل قرن بیستم ، وسایلی که به جریان الکترونها بستگی داشتند ( نمونة آن لامپ ترمیونیک اختراع جی . ای . فلمینگ است ) ، به طرز فزاینده ای اهمیت یافتند . در این زمینه پیشرفت عمده ، اختراع میکروسکوپ الکترونی بود که در آن شعاع الکترونی که به طریقة الکترومغناطیسی متمرکز شده ، جای اشعة نور و عدسی های شیشه ای میکروسکوپ  های معمولی را می گیرد . این میکروسکوپ نقایصی دارد که بعضاً غیرقابل اجتناب است ، اما قدرت درشت نمایی بسیار زیاد آن نسبت به میکروسکوپ معمولی باعث می شود که بتوان از این عیوب چشم پوشید .

نخستین میکروسکوپ الکترونی در سال 1932 توسط « نول » M: Knoll و « روسکا »
E. Ruska در آلمان ساخته شد . در این میکروسکوپ شعاع الکترونی از میان بخش
فوق العاده کوچکی از نمونة مورد مشاهده گذرانده شد . در سال 1932 یک میکروسکوپ الکترونی که تصویر کلی مورد نظر را به صورت تسلسلی از تصاویر جزیی به دست
می داد ساخته شد که بررسی شکل نمونه های ضخیم را ممکن کرد .

با پیچیده تر شدن وسایل الکترونی ، پیچیدگی مدار بندی مربوط به آن نیز افزایش یافت که خود مشکلات خاصی در رابطه با ظرافت و کوچکی آن به وجود آورد . یکی از بهترین پیشرفت های حاصله ، اختراع مدار چاپی به وسیله « آیلر » P . Aister  در سال 1943 بود . در این روش ، چنان که از نام آن پیداست ، سیم کشی اجزاء عمدة مدار مورد نیاز به شیوه معمول چاپ ، با استفاده از یک مرکب هادی برق ، به صورت خطوط ظریفی که بر یک صفحة عایق نشانده می شوند ، صورت می گیرد .

در دنیای علم و تکنولوژی این نکته جا افتاده است که اغلب سالیان متمادی به درازا
می کشد تا اصول کشف شده به مرحلة عمل درآید . رادار یکی از این موارد است . مورد دیگر صفحة نمایش LCD « بلور مایع »  (Liquid Crystql)   است ، که در نهایت به شکل های بسیاری ـ مانند ساعت دیجیتال و دستگاه تلویزیون با صفحة مینیاتور ـ عرضه شد و مردم با آن آشنا هستند . اصول اولیه آن وسیلة الکترو ـ اپیتکال ( الکترونی ـ بصری) در سال 1934 به وسیلة « دریر » J.Dreyer در بریتانیا پرورانده و به روشنی بیان شد . البته استفاده وسیع از آن تا پس از پایان جنگ میسر نشد .

به طور کلی در تاریخ علم و تکنولوژی ، نقش شیمی تا اندازه ای دست کم گرفته شده و به نظر می رسد که دو دلیل عمده در این کار دخیل بوده است . نخست آن که تعداد ترکیبات خاص شیمیایی حقیقتاً به میلیون ها می رسد که معدودی از آنها دارای اسامی شناخته شده و غیرعلمی هستند ، به طوری که تعداد ترکیبات آشنا برای مردم عادی ، بسیار کم است . از جمله نمونه هایی که به ذهن خطور می کنند ، ازون ، متان ، کلروفیل ، زاج ، دی ان . ای و کلروفرم را می توان نام برد . اما خود شیمدانان باید ضرورتاً به یک زبان فنی ویژه پناه ببرند که دقیقاً تعیین می کند چگونه اتم های مختلف در مولکول یک مادة خاص مرتب
شده اند . این موضوع مشکلات بزرگی را در سطح عامه که با این زبان آشنایی ندارند ، به وجود می آورد . دلیل دوم آن است که شیمی علمی بسیار فراگیر است . بدین ترتیب که کمتر پیشرفتی است که به نوعی حاوی روابط شیمیایی نباشد . از این رو بیشتر مردم در برابر این دستاوردها شیمی را امری مهیا انگاشته ، توجه خود را به نوآوری علمی یا
فنی ای که در نهایت فراهم آمده معطوف می کنند .

فهرست مطالب

مقدمه ..........................................................4

فصل اول

شکافتن اتم...........................................................6

پیشرفتهای حاصله در دهه ی 90 ...................................................................... 6  

ژئوفیزیک پرتوهای کیهانی و عناصر سنگین .................................................10

شکافتن اتم .....................................................12

پروژه های مانهاتان........................................14

ساختار هسته ای اتم ...................................18

فصل دوم

گردش مواد سوختنی هسته ای یعنی چه ؟ ....................................................21

سنگ اورانیوم خام ...................................22

انواع اورانیوم ............................22

اورانیوم چگونه به دست می آید ؟...................23

غنی سازی اورانیوم...................................... 24

فصل سوم

با عناصر سوختی مصرف شده چه می کنند ؟..............................................28

تاسیسات « دوباره غنی سازی » چیست ؟ .....................................................29

فصل چهارم

سرنوشت زباله های اتمی چیست ؟ ...................................................................31

آیا می توان زباله های اتمی را با اطمینان و ایمنی کامل انبار کرد ؟ ........32

آیا انرژی اتمی از نظر اقتصادی مقرون به صرفه است ؟ .............................33

سهم انرژی اتمی در تولید برق ......................................................................... 35

انرژی هسته ای بیم ها و امید ها .......................................................................39

منابع ................................................43