دانلودتحقیق درباره ی برق هسته ا

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 13

برق هسته ای

مقدمه

از مهمترین منابع استفاده صلح آمیز از انرژی اتمی ، ساخت راکتورهای هسته‌ای جهت تولید برق می‌باشد. راکتور هسته‌ای وسیله‌ای است که در آن فرآیند شکافت هسته‌ای بصورت کنترل شده انجام می‌گیرد. در طی این فرآیند انرژی زیاد آزاد می‌گردد به نحوی که مثلا در اثر شکافت نیم کیلوگرم اورانیوم انرژی معادل بیش از 1500 تن زغال سنگ بدست می‌آید. هم اکنون در سراسر جهان ، راکتورهای متعددی در حال کار وجود دارند که بسیاری از آنها برای تولید قدرت و به منظور تبدیل آن به انرژی الکتریکی ، پاره‌ای برای راندن کشتیها و زیردریائیها ، برخی برای تولید رادیو ایزوتوپوپها و تحقیقات علمی و گونه‌هایی نیز برای مقاصد آزمایشی و آموزشی مورد استفاده قرار می‌گیرند. در راکتورهای هسته‌ای که برای نیروگاههای اتمی طراحی شده‌اند (راکتورهای قدرت) ، اتمهای اورانیوم و پلوتونیم توسط نوترونها شکافته می‌شوند و انرژی آزاد شده گرمای لازم را برای تولید بخار ایجاد کرده و بخار حاصله برای چرخاندن توربینهای مولد برق بکار گرفته می‌شوند.

تاریخچه

به لحاظ تاریخی اولین راکتور اتمی در آمریکا بوسیله شرکت "وستینگهاوس" و به منظور استفاده در زیر دریائیها ساخته شد. ساخت این راکتور پایه اصلی و استخوان بندی تکنولوژی فعلی نیروگاههای اتمی PWR را تشکیل داد. سپس شرکت جنرال الکتریک موفق به ساخت راکتورهایی از نوع BWR گردید. اما اولین راکتوری که اختصاصا جهت تولید برق طراحی شده ، توسط شوروی و در ژوئن 1954در "آبنینسک" نزدیک مسکو احداث گردید که بیشتر جنبه نمایشی داشت. تولید الکتریسیته از راکتورهای اتمی در مقیاس صنعتی در سال 1956 در انگلستان آغاز گردید.تا سال 1965 روند ساخت نیروگاههای اتمی از رشد محدودی برخوردار بود، اما طی دو دهه 1966 تا 1985 جهش زیادی در ساخت نیروگاههای اتمی بوجود آمده است. این جهش طی سالهای 1972 تا 1976 که بطور متوسط هر سال 30 نیروگاه شروع به ساخت می‌کردند بسیار زیاد و قابل توجه است. یک دلیل آن شوک نفتی اوایل دهه 1970 می‌باشد که کشورهای مختلف را بر آن داشت تا جهت تأمین انرژی مورد نیاز خود بطور زاید الوصفی به انرژی هسته‌ای روی آورند. پس از دوره جهش فوق یعنی از سال 1986 تا کنون روند ساخت نیروگاهها به شدت کاهش یافته ، بطوریکه بطور متوسط سالیانه 4 راکتور اتمی شروع به ساخت می‌شوند.

سهم برق هسته‌ای در تولید برق کشورها

کشورهای مختلف در تولید برق هسته‌ای روند گوناگونی داشته‌اند. به عنوان مثال کشور انگلستان که تا سال 1965 پیشرو در ساخت نیروگاه اتمی بود، پس از آن تاریخ ، ساخت نیروگاه اتمی در این کشور کاهش یافت، اما برعکس در آمریکا به اوج خود رسید. کشور آمریکا که تا اواخر دهه 1960 تنها 17 نیروگاه اتمی داشت، در طول دهه های 1970و 1980 بیش از 90 نیروگاه اتمی دیگر ساخت. این مسئله نشان دهنده افزایش شدید تقاضای انرژی در آمریکاست. هزینه تولید برق هسته‌ای در مقایسه با تولید برق از منابع دیگر انرژی در آمریکا کاملا قابل رقابت می‌باشد.هم اکنون فرانسه با داشتن سهم 75 درصدی برق هسته‌ای از کل تولید برق خود در صدر کشورهای جهان قرار دارد. پس از آن به ترتیب لیتوانی (73 درصد) ، بلژیک (57 درصد) ، بلغارستان و اسلواکی (47 درصد) و سوئد (48.6 درصد) می‌باشند. آمریکا نیز حدود 20 درصد از تولید برق خود را به برق هسته‌ای اختصاص داده است. گرچه ساخت نیروگاههای هسته‌ای و تولید برق هسته‌ای در جهان از رشد انفجاری اواخر دهه 1960 تا اواسط 1980 برخوردار نیست، اما کشورهای مختلف همچنان درصدد تأمین انرژی مورد نیاز خود از طریق انرژی هسته‌ای می‌باشند.طبق پیش بینیهای به عمل آمده روند استفاده از برق هسته‌ای تا دهه‌های آینده همچنان روند صعودی خواهد داشت. در این زمینه ، منطقه آسیا و اروپای شرقی به ترتیب مناطق اصلی جهان در ساخت نیروگاه هسته‌ای خواهند بود. در این راستا ، ژاپن با ساخت نیروگاههای اتمی با ظرفیت بیش از 25000 مگا وات در صدر کشورها قرار دارد. پس از آن چین ، کره جنوبی ، قزاقستان ، رومانی ، هند و روسیه جای دارند. استفاده از انرژی هسته‌ای در کشورهای کاندا ، آرژانتین ، فرانسه ، آلمان ، آفریقای جنوبی ، سوئیس و آمریکا تقریبا روند ثابتی را طی دو دهه آینده طی خواهد کرد.

دیدگاههای اقتصادی و زیست محیطی برق هسته‌ای

جمهوری اسلامی ایران در فرآیند توسعه پایدار خود به تکنولوژی هسته‌ای چه از لحاظ تأمین نیرو و ایجاد جایگزینی مناسب در عرصه انرژی و چه از نظر دیگر بهره برداریهای صلح آمیز آن در زمینه‌های صنعت ، کشاورزی ، پزشکی و خدمات نیاز مبرم دارد که تحقق این رسالت مهم به عهده سازمان انرژی اتمی ایران می‌باشد. بدیهی است در زمینه کاربرد انرژی هسته‌ای به منظور تأمین

تحقیق در مورد پزشکی هسته

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

دسته بندی : وورد

نوع فایل :  .doc ( قابل ویرایش و آماده پرینت )

تعداد صفحه : 23 صفحه

 قسمتی از متن .doc : 

پزشکی هسته‌ای

پزشکی هسته‌ای (به انگلیسی: Nuclear Medicine) شاخه‌ای از فیزیک پزشکی[۱] و پرتونگاری مولکولی، است که از خواص هسته‌ای مواد (مثل رادیوایزوتوپ‌ها) برای تشخیص و درمان بیماری‌ها استفاده می‌کند. داروسازی هسته‌ای نیز به این شاخه از علوم پایهٔ پزشکی کمک می‌کند.

ویژگی پزشکی هسته‌ای در این است که توانایی ارایه دادن اطلاعات تصویری از فرایندها و عملکردهای متابولیکی بدن را دارد در صورتیکه دیگر مدالیته‌های تصویر برداری‌های پزشکی همانند مقطع‌نگاری رایانه‌ای و ام‌آرآی عموماً اطلاعات ساختاری و آناتومیکال تولید می‌کنند.[۲]

پرکاربردترین رادیوایزوتوپ در پزشکی هسته‌ای تکنیتیوم-۹۹m است.

از مدالیته‌های پر استفاده در پزشکی هسته‌ای می‌توان مقطع‌نگاری با نشر پوزیترون و مقطع‌نگاری رایانه‌ای تک‌فوتونی (به انگلیسی: SPECT) را نام برد.

تصاویر

چگونگی تصویربرداری از قلب توسط اسپکت.

تصویری از قلب توسط اسپکت.

پزشکی هسته‌ای ، شاخه‌ای از پزشکی است که در آن تشعشع و خواص هسته‌ای نوکلوئیدهای رادیواکتیو و نوکلیدهای پایدار هم برای تشخیص و هم برای درمان امراض بکار می‌روند. این امر می‌تواند یا با پرتو دهی مستقیم مریض با یک چشمه تشعشع خارجی یا با تزریق داروهای نشاندار با رادیواکتیویته به مریض تحقق یابد. زمینه پزشکی هسته‌ای و رادیو دارو در 20 سال گذشته رشد فوق العاده‌ای داشته است. پیشرفتهایی در توانایی پیش بینی‌ها ، تکنولوژی آشکارسازی و توسعه رادیو داروهای متناسب ، همه در این توسعه سهیم بوده‌اند. داروهای نشاندار رادیواکتیو که به مریض تزریق یا خورانده می‌شوند، به نام رادیو داروها هستند.

داروی هسته‌ای

داروی هسته‌ای یا رادیو فارماکولوژی روش دارویی خاصی است که با ترکیبات ، آزمایش یا تزریق مناسب رادیو داروها ارتباط دارد. زمینه داروی هسته‌ای مخصوصا بوسیله انجمن داروسازان آمریکا شناخته شده است.

کاربرد رادیو داروها

همانند دیگر روشهای ردیابی ، طرز عمل هسته‌ای غالبا قادر به تأمین اطلاعات مهمی است که نمی‌توانند به طریق دیگری حاصل شوند. این قضاوتی است برای پرتوگیری مریض در مقابل تشعشع. حدود خاصی در بکار بردن تشعشع برای پزشکی وجود ندارد. در این حالت ، در پرسش ، خطر - نفع بوسیله متخصص و مریض تصمیم گیری می‌شود.

طریق عمل پزشکی هسته‌ای یا برای تشخیص است و یا برای درمان و ممکن است تشعشع از چشمه‌های داخلی یا خارجی حاصل گردد. چشمه‌های خارجی تشعشع شامل چشمه‌های الکترونهای با انرژی یا گاما است. تشعشع داخلی از تزریق رادیو داروها حاصل می‌شود.

تزریق رادیو دارو

رادیو دارویی که به مریض تزریق می‌شود، باید برای مدت طولانی کافی در عنصر هدف بماند، ولی نه طولانی‌تر از حد ، تا جذب در تشعشع در حداقل باشد. مدت زمانی که در آن دارو مفید است، بستگی به نیم عمر رادیولوژیکی و نیم عمر بیولوژیکی دارد، یعنی مدت زمانی که دارو در بدن می‌ماند، قبل از آنکه بوسیله فرآیندهای متابولیکی از فعالیت افتاده یا از سیستم بدن خارج شود.

نیم عمرهای رادیولوژیکی نوکلوئیدها که معمولا در پزشکی هسته‌ای بکار می‌روند، به خوبی شناخته شده‌اند، ولی رفتار بیولوژیکی و زمان ماندن مولکول که در آن ردیاب وجود دارد، به خوبی مشخص نشده است. این امر یکی از کارهایی است که لازم است داروساز مقادیر این پارمترها را در هنگام آزمایشهای اولیه دارو تشخیص دهد.

تحقیق درباره انرژی هسته ای 3 word

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 7

انرژی هسته‌ای

انرژی هسته‌ای از تبدیل جرم یک ماده به انرژی و از طریق شکافت یا هم جوشی هسته‌ای بدست می‌آید. عمده‌ترین کاربرد انرژی اتمی تولید برق است و در نیروگاههای هسته‌ای، انرژی حاصل از سوخت هسته‌ای (اورانیوم غنی شده)‌ موجب بخار آب شده و سپس نیروی بخار حاصله مانند سایر نیروگاهها موجب چرخش توربین و تولید برق می‌گردد.

در سال 2003 بیش از 442 نیروگاه هسته‌ای در جهان فعال بوده‌اند و انرژی الکتریکی بعضی از کشورهای پیشرفته مانند فرانسه عمدتاً از برق هسته‌ای تأمین می‌گردد. از طرفی توان یک کشور در جهت دستیابی به کاربردهای صلح‌آمیز فن‌آوری هسته‌ای نمایانگر توان علمی، تکنولوژیکی و پیشرفت عالی آن کشور در علوم مختلف می‌باشد. در سال 2003 تعداد 33 راکتور جدید با ظرفیت 28565 مگاوات در دست ساخت بوده که از این تعداد بجز 3 راکتور در ژاپن و 3 راکتور در روسیه بقیه در کشورهای در حال توسعه در حال تکمیل می‌باشند.

بهره‌برداری از انرژی هسته‌ای در ایران با خرید راکتور 5 مگاواتی و نصب آن در دانشکده فنی دانشگاه تهران در سال 1346 آغاز گردید و براساس تدارکات انجام شده احداث 2300 مگاوات برق هسته‌ای در کشور تا دهه 1380 برنامه‌ریزی شده بود. به همین منظور سازمان انرژی اتمی ایران در سال 1353 تأسیس و با گسترش سریع، عهده‌دار تعهدات ساخت چهار نیروگاه در بوشهر و دارخوین، ایجاد تأسیسات آب شیرین کن در بوشهر، تأمین سوخت و پشتیبانی تکنولوژیکی از نیروگاه‌ها و قرارداد ساخت چهار نیروگاه دیگر در اصفهان و استان مرکزی گردید.

پس از پیروزی شکوهمند انقلاب اسلامی در کل برنامه‌های سازمان انرژی اتمی تجدید نظر اساسی بعمل آمد و مقرر گردید به منظور استفاده از سرمایه‌گذاری‌های گذشته واحد اول نیروگاه اتمی بوشهر تکمیل گردد و عملاً از سال 1376 به صورت جدی در دست پیگیری قرار گرفت.

جدول (25-6) : وضعیت تولید و ظرفیت‌های تولیدی ـ خدماتی سازمان انرژی اتمی ایران

عنوان

واحد

1376

1380

1381

کشف ذخایر جدید اورانیوم

تن

ـــ

1290

3400

ایجاد ظرفیت تولید اکسید اورانیوم در کارخانه تولید کیک زرد

تن در سال

ـــ

50

50

تولید ژنراتور تکنسیم

عدد

2254

3928

4221

تولید رادیوداروی تکنسیم

میلی کوری

405050

892550

1079600

تولید رادیو داروهای تالیم ـ 201، گالیم ـ 67، کریتپون- 81 و ایندیم ـ 111

میلی کوری

24937

43005

37450

تولید چشمه‌های صنعتی

تعداد

223

334

418

گسترش خدمات دزیمتری فیلم بج

نفر

18419

21000

21000

بررسی و کنترل آلودگی پرتوزائی نمونه انواع مواد معدنی وارداتی

تعداد نمونه

0

5257

790

4. در روی کره زمین تاثیر گرم شدن «گازهای گلخانه‌ای» یک پدیدة غیرقابل بحث است که بدون آن جهان از یخ پوشیده خواهد شد.

برای مدت هزاران سال، عدم تغییر تراکم گازهای گلخانه‌ای محیط زیست معقولی را ایجاد کرد که تمدن توانست در آن رشد یابد.

در قرن بیست و یکم، فعالیت انسان موجب می‌گردد این گازهای گرماگیر دو برابر شوند.

این تغییر در عصر زمین‌شناسی ناگهانی و کم‌سابقه است.

5.امروزه بیشتر انرژی که برای تولید برق، کار کارخانه‌ها، راه‌اندازی وسایل نقلیه و گرم کردن منازل مصرف می‌شود، از سوزاندن سوخت‌های فسیلی تأمین می‌شود.

منابع فسیلی، از جمله زغال، نفت و گاز طبیعی، آنچنان به سرعت مصرف می‌شوند که طی قرن آینده تا اندازه گسترده‌ای از بین می‌روند.

ضایعات تمام سوخت‌های فسیلی به طور مستقیم در هوا پراکنده می‌شود. بخش اعظم این ضایعات به شکل گازهای گلخانه‌های مانند دی‌اکسید کربن است.

در هر سال ضایعات ناشی از سوخت‌های فسیلی 25 میلیارد تن دی‌اکسید کربن به جو زمین اضافه می‌کند. این مقدار برابر است با 70 میلیون تن در هر روز و یا 800 تن در هر ثانیه.

کارشناسان جهان به منظور تجزیه و تحلیل تأثیرات ناشی از تشکیل سریع گازهای گرماگیر، از طریق هیأت‌های بین دول سازمان ملل در امر تغییر آب و هوا با یکدیگر همکاری می‌کنند.

مطالعه تغییرات آب و هوا، پیچیده و تابع تئوریهای رقابتی است. اما دانشمندان در این زمینه توافق دارند که افزایش گازهای گلخانه‌ای باعث جذب بیشتر گرمای خورشیدی توسط کره زمین می‌شود.

بعقیده بیشتر دانشمندان علم هواشناسی، گازهای گلخانه‌ای تولید شده بوسیله انسان موجب شده است که گرمترین 10 سال طول تاریخ در 15 سال اخیر رخ دهد.

کارشناسان علم هواشناسی به اتفاق آرا هشدار می دهند که تشکیل گازهای گلخانه‌ای ممکن است در قرن آینده فاجعه‌آمیز باشند.

افزایش سطح آب دریاها، دمای شدید هوا، بروز طوفان‌های سهمگین، خشکسالی ویرانگر و شیوع بیماری، تولید مواد غذایی، قابلیت اسکان  بشر را در بسیاری از مناطق از بین می‌برد.

این کارشناسان هشدار می‌دهند که تغییر شدید آب و هوا احتمالا ‌می‌تواند موجب بی‌ثباتی سرتاسر کره زمین شود.

همه کشورها در تغییر آب و هوا سهیم هستند. چه از نظر علت تغییر آب و هوا و چه از نظر تأثیر آن.

در کشورهای آمریکای شمالی هر شخص در هر روز 54 کیلوگرم یا 120 پوند دی‌اکسید کربن در جو زمین پخش میکند.

در اروپا و ژاپن سرانه انتشار این گاز در هر روز بیش از 23 کیلوگرم یا 50 پوند است.

در کشور چین با 3/1 میلیارد نفر جمعیت که بشدت در حال توسعه است، سطح نشر این گازها 6 کیلوگرم یا 13 پوند بر هر نفر در روز است.

اگر تاریخ را یک رودخانه تصور کنیم، بشریت به بخش‌های خروشان و تندآب آن رسیده است.

در 50 سال آینده جمعیت جهان، بیشتر از مجموع انرژیی که در کل تاریخ تاکنون مصرف شده است را مصرف خواهد کرد.

تحقیق در مورد انرژی هسته ای

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

دسته بندی : وورد

نوع فایل :  .doc ( قابل ویرایش و آماده پرینت )

تعداد صفحه : 59 صفحه

 قسمتی از متن .doc : 

انرژی هسته‌ای چیست؟

انرژی آزاد شده از هستة اتم‌هایی است که با ناپایدار کردن و شکافتنشان توسط پرتوهای یون ساز ذره‌ای و غیره ذره‌ای، تولید می‌شود.

مقدمه

پزشکی هسته‌ای را تقریباً می‌توان به صورت کاربرد روش‌های نوکلید پرتوزا در تشخیص و درمان بیماری‌های انسان تعریف کرد. گرچه فقط در حدود چند سال است که پزشکی هسته‌ای به عنوان یک تخصص پزشکی شناخته شده است، ولی بیش از شصت سال قبل برای نخستین بار از رادیوم 226 جهت درمان تومورها و از یدپرتوزا اولین بار درست قبل از جنگ جهانی دوم برای تشخیص بیماری‌های تیروئید استفاده شد.

روشهای استفاده از نو کلیدهای پرتوزای بالینی را می‌توان به سه بخش بزرگ تقسیم کرد که بزرگترین آنها بخش روشهای تشخیصی است، مانند تصویر گیری از اعضای بدن که در آن یک نو کلید پرتوزا با ترکیب شیمیایی مناسب را به بیمار تجویز می‌کنند و توزیع ماد‌ة پرتوزا در بدن را به وسیله یک آشکار ساز تابش از خارج بدن تعیین می‌کند. این روش‌ها، علاوه بر به دست دادن تصویر ساده‌ای از یک عنصر یا تمام بدن، اطلاعاتی دربارة‌ عملکرد برخی از اعضا، مانند غدة تیروئید و یا کلیدها را نیز فراهم می‌کنند. در حال حاضر کاربرد صرفاً درمانی نو کلیدهای پرتوزایی که به بیماران تجویز می‌شود فقط قسمت کوچکی از کاربرد پزشکی هسته‌ای را تشکیل می‌دهد. در دومین بخش پزشکی هسته‌ای که هر روز بر اهمیت آن افزوده می‌شود، مادة نو کلید پرتوزا به بیمار تجویز نمی‌شود، بلکه از تکنیکهای آن برای اندازه گیری غلظت هورمونها، پادتنها، داروها، و سایر مواد مهم (از نظر بالینی) در نمونه‌های خون یا نمونه‌های بافت استفاده می‌شود. بخشهای اصلی پزشکی هسته‌ای در جدول 101 نشان داده شده‌اند.

جدول 1-1 تقسیمات اصلی پزشکی هسته‌ای

در موجود زنده

تشخیص

درمان

در آزمایشگاه

تحلیل بیوشیمیایی

تصویرگیری از عضو، مثال : روبش مغز برای تشخیص تومور. تصویرگیری از کل بدن، مثال : معاینه استخوان بندی برای آشکار سازی متاستازها.

ظرفیت جذب عضو، مثال : تعیین عملکرد تیروئید با نوکلید پرتوزا.

ظرفیت نگهداری تمام بدن، مثال : اندازه‌گیری جذب ویتامین 12- B خوراکی

مطالعات دینامیکی، مثال : بررسی عملکرد کلیه (کلیه نگاری).

فضاهای بدن، مثال : اندازه‌گیری حجم پلاسما به روش رقیق کردن با ایزوتوپ

مثال : درمان هیپرتروئیدی با استفاده از ید 131

مثال : سنجش هورمونها، آنزیمها، و سایر مواد به وسیله رادیوایمونو-اسی، تحلیل حالت اشباع، و دیگر روشهای مربوطه

تصویر گیری از اعضا به وسیله نو کلید پرتوزا تنها روشی نیست که در آن از تابش استفاده می‌شود. رادیولوژی قدیمترین روش و توموگرافی محوری کامپیوتری جدیدترین روش تصویرگیری با استفاده از تابش هستند. در هر دوی این روشها و روش فراصوتی، که در آن برای کسب اطلاعات تشریحی از امواج صوتی استفاه می‌شود، تابش از بدن عبور می‌کند. در حالی که، گرمانگاری امواج فروسرخ گسیل شده از بدن را آشکار می‌کند. از تمام این روشهای تحقیقاتی برای کسب اطلاعات تشریحی با درجة حساسیت و قدرت تفکیک متفاوت استفاده می‌شود. انواع مختلف اطلاعات به دست آمده در شکلهای 101 تا 601 نشان داده شده‌اند، هر تکنیکی کاربرد مخصوص به خود دارد و به طور کلی اطلاعاتی که این روشها به دست می‌دهند بیشتر مکمل همدیگرند تا در مقابل یکدیگر. در حالی که تصاویر به دست آمده از پرتوهای X یا فراصوت به قابلیتهای متفاوت اعضای بدن و بافتها در انتقال جذب یا پراکندگی تابش فرودی بستگی دارند، پزشکی هسته‌ای اصولاً بر پایه عملکرد اعضا استوار است، زیرا تصویر به دست آمده به قابلیت عضو یا بافت در متمرکز کردن نو کلید پرتوزاها در خود بستگی دارد. توزیع هر نوع مادة پرتوزایی که وارد بدن می‌شود به عوامل فیزیولوژیکی چون شارش خون، حجم شاره‌های درون وریدی و برون وریدی، فعالیت سوخت و سازی یا حضور یاخته‌های بیگانه خوار در بدن بستگی دارد. از این رو، توزیع یک مادة پرتوزا به طور قابل توجهی به خواص شیمیایی آن ماده بستگی دارد. مواد پرتوزایی را که در پزشکی هسته‌ای به کار می‌برند به طور کلی داروهای پرتوزا می‌نامند. در همة روش‌های پزشکی هسته‌ای دو جزء ضروری وجود دارد. یکی دستگاه آشکارساز تابش که حساسیت و قدرت تفکیک کافی داشته باشد، و دیگری داروی پرتوزا که بتواند به مقدار قابل قبول در عضو یا بافت مورد نظر جایگزیده شود. در نتیجه بر هر کس که به کار پزشکی هسته ای اشتغال دارد لازم است که دربارة فیزیک پایة پرتوزایی و دستگاه‌های آشکارساز تابش و همچنین شیمی داروهای پرتوزا و سازوکار جایگزینی آنها در بافت‌ها یا عضوهای بخصوص، اطلاعاتی داشته باشد.

مطالب بالا و مباحث عملیاتی مربوط مانند روش‌های آزمایشگاهی، تابش و سایر در بایست‌های ایمنی، در فصل‌های بعد بررسی می‌شوند.

قسمت اول: فیزیک پایه 2

تابش و ماده

تمام روش‌هایی که در فصل اول مورد بحث قرار گرفتند، با تابش در ارتباط بودند. در این مبحث تابش‌های گسیل شده از مواد پرتوزا را مورد توجه قرار می‌دهیم. این تابش‌ها بر دو نوع‌اند، تابش ذره‌ای و تابش الکترومغناطیسی. تابش نوع اول نقش مهمی در درمان با مواد پرتوزا دارد، و تابش نوع دوم اساساً برای تصویرگیری از عضوها بکار برده می‌شود.

تابش الکترومغناطیسی

ماهیت و مشخصة تمام تابش‌های الکترومغناطیسی یکسان است و تنها تفاوت آنها در مقدار انرژی است. به این تابش‌ها بر حسب گسترة انرژی یا نحوة تولیدشان نام‌های گوناگونی داده می‌شود. پرتوهای X و پرتوهای گاما می‌توانند انرژی یکسانی داشته باشند و فرق آنها فقط در نحوة تولیدشان است. پرتوهای x هنگامی تولید می‌شوند که انرژی الکترونها تغییر کند و معمولاً در اثر بمباران هدف با الکترونهای تند از هدف گسیل می‌شوند، در حالی که منشأ تابش گاما هستة اتم‌های پرتوزاست. سایر انواع شناخته شدة تابش الکترومغناطیسی عبارت‌اند از نور مرئی، امواج رادیویی، تابش فرو سرخ (که در گرمانگاری به کار می‌رود) و تابش فرابنفش. همان

تحقیق در مورد انرژی هسته ای در صنعت

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

دسته بندی : وورد

نوع فایل :  .docx ( قابل ویرایش و آماده پرینت )

تعداد صفحه : 5 صفحه

 قسمتی از متن .docx : 

به نام خدا

انرژی هسته ای چیست؟

استخراج اورانیوم از معدن

اورانیوم که ماده خام اصلی مورد نیاز برای تولید انرژی در برنامه های صلح آمیز یا نظامی هسته ای است، از طریق استخراج از معادن زیرزمینی یا سر باز بدست می آید. اگر چه این عنصر بطور طبیعی در سرتاسر جهان یافت می شود تنها حجم کوچکی از آن بصورت متراکم در معادن موجود است.

اورانیوم چیست؟

یکی از چگالترین فلزات رادیو اکتیو است که در طبیعت یافت می شود. این فلز در بسیاری از قسمتهای دنیا در صخره ها، خاک و حتی اعماق دریا و اقیانوس ها وجود دارد. اگر بخواهید از میزان موجودیت آن ایده ای بدست آورید باید بگوییم که میزان وجود و پراکندگی آن از طلا، نقر یا جیوه بسیار بیشتر است.

اورانیوم در طبیعت بصورت اکسید و یا نمک های مخلوط در مواد معدنی (مانند اورانیت یا کارونیت) یافت می شود. این نوع مواد اغلب از فوران آتشفشانها بوجود می آیند و نسبت وجود آنها در زمین چیزی معادل دو در میلیون نسبت به سایر سنگها و مواد کانی است. این فلز به رنگ سفید نقره ای است و کمی نرم تر از استیل بوده و تقریباً قابل انعطاف است. اورانیوم در سال 1789 توسط مارتین کلاپورت (Martin Klaproth) شیمی دان آلمانی از نوعی اورانیت بنام Pitchblende کشف شد. وجه تسمیه این فلز به کشف سیاره اورانوس بازمی گردد که هشت سال قبل از آن، ستاره شناسان آن را کشف کرده بودند. اورانیوم یکی از اصلی ترین منابع گرمایشی در مرکز زمین است و بیش از 40 سال است که بشر برای تولید انرژی از آن استفاده می کند. دانشمندان معتقد هستند که اورانیوم بیش از 6.6 بیلیون سال پیش در اثر انفجار یک ستاره بزرگ بوجود آمده و در منظومه شمسی پراکنده شده است. برای درک بهتر از توانایی اورانیوم در تولید انرژی لازم است نگاهی به ساختمان اتمی این فلز داشته باشیم.

اورانیوم را بهتر بشناسیم

اورانیوم را درواقع می توان سنگین ترین (به بیان دقیقتر چگالترین) عنصر در طبیعت نامید. شاید بد نباشد بدانید که در این میان هیدروژن سبک ترین عناصر طبیعت است. اورانیوم خالص حدود 18.7 بار از آب چگالتر است و همانند بسیاری از دیگر مواد رادیو اکتیو در طبیعت بصورت ایزوتوپ یافت می شود. بطور ساده ایزوتوپ حالت خاصی از حضور یک عنصر در طبیعت است که در هسته آن به تعداد مساوی - با عنصر اصلی - پروتون وجود دارد اما تعداد نوترون های آن متفاوت است. بنابراین طبق این تعریف ساده می توان دریافت که ایزوتوپ های یک عنصر عدد اتمی مشابه خود عنصر را خواهند داشت اما وزن اتمی متفاوتی دارند. اورانیوم شانزده ایزوتوپ دارد که هریک از آنها دارای وزن اتمی خاصی هستند. حدود 99.3 درصد از اورانیومی که در طبیعت یافت می شود ایزوتوپ 238 (U-238) است و حدود 0.7 درصد ایزوتوپ 235 (U-235)، که هر دو دارای تعداد پروتون یکسانی بوده و تنها تفاوتشان در سه نوترون اضافه ای است که در هسته U۲۳۸ وجود دارد. اعداد ۲۳۵ و ۲۳۸ بیانگر مجموع تعداد پروتونها و نوترونها در هسته هر کدام از این دو ایزوتوپ است. سایر ایزوتوپ ها بسیار نادر هستند. در این میان ایزوتوپ 235 برای بدست آوردن انرژی از نوع 238 آن بسیار مهمتر است چرا که U-235 (با فراوانی تنها 0.7 درصد) آمادگی آن را دارد که تحت شرایط خاص شکافته شده و مقادیر زیادی انرژی آزاد کند. به این ایزوتوپ Fissil Uranium، به معنای اروانیوم شکافتنی هم گفته می شود و برای این عملیات از اصطلاح شکافت هسته ای یا Nuclear Fission استفاده می شود. اورانیوم نیز همانند سایر مواد رادیواکتیو دچار پوسیدگی و زوال می شود. مواد رادیو اکتیو دارای این خاصیت هستند که از خود بطور دائم ذرات آلفا و بتا و یا اشعه گاما منتشر می کنند. U-238 با سرعت بسیار کمی فسیل می شود و نیمه عمر آن چیزی در حدود 4,500 میلون سال (تقریبآ معادل عمر زمین) است. این موضوع به این معنی است که با فسیل شدن اورانیوم با همین سرعت کم انرژی معادل 0.1 وات برای هر یک تن اورانیوم تولید می شود و این برای گرم نگاه داشتن هسته زمین کافی است.

 غنی سازی

هدف از غنی سازی تولید اورانیومی است که دارای درصد بالایی از ایزوتوپ ۲۳۵ U باشد. اورانیوم مورد استفاده در راکتورهای اتمی باید به حدی غنی شود که حاوی ۲ تا ۳ درصد اورانیوم ۲۳۵ باشد، در حالی که اورانیومی که در ساخت بمب اتمی بکار میرود حداقل باید حاوی ۹۰ درصد اورانیوم ۲۳۵ باشد. یکی از روشهای معمول غنی سازی استفاده از دستگاههای سانتریفوژ گاز است. سانتریفوژ از اتاقکی سیلندری شکل تشکیل شده که با سرعت بسیار زیاد حول محور خود می چرخد. هنگامی که گاز هگزا فلوئورید اورانیوم به داخل این سیلندر دمیده شود نیروی گریز از مرکز ناشی از چرخش آن باعث میشود که مولکولهای سبکتری که حاوی اورانیوم ۲۳۵ است در مرکز سیلندر متمرکز شوند و مولکولهای سنگینتری که حاوی اورانیوم ۲۳۸ هستند در پایین سیلندر انباشته شوند. ( شکل 3 ) اورانیوم ۲۳۵ غنی شده ای که از این طریق بدست می آید سپس به داخل سانتریفوژ دیگری دمیده میشود تا درجه خلوص آن باز هم بالاتر رود. این عمل بارها و بارها توسط سانتریفوژهای متعددی که بطور سری به یکدیگر متصل میشوند تکرار میشود تا جایی که اورانیوم ۲۳۵ با درصد خلوص مورد نیاز بدست آید.

آنچه که پس از جدا سازی اورانیوم ۲۳۵ باقی میماند به نام اورانیوم خالی یا فقیر شده شناخته میشود که اساساً از اورانیوم ۲۳۸ تشکیل یافته است. اورانیوم خالی فلز بسیار سنگینی است که اندکی خاصیت رادیو اکتیویته دارد و از آن برای ساخت گلوله های توپ ضد زره پوش و اجزای برخی جنگ افزار های دیگر از جمله منعکس کننده نوترونی در بمب اتمی استفاده می شود. یک شیوه دیگر غنی سازی روشی موسوم به دیفیوژن یا روش انتشاری است. دراین روش گاز هگزافلوئورید اورانیوم به داخل ستونهایی که جدار آنها از اجسام متخلخل تشکیل شده دمیده میشود. سوراخهای موجود در جسم متخلخل باید قدری از قطر مولکول هگزافلوئورید اورانیوم بزرگتر باشد. در نتیجه این کار مولکولهای سبکتر حاوی اورانیوم ۲۳۵ با سرعت بیشتری در این ستونها منتشر شده و تفکیک میشوند. این روش غنی سازی نیز باید مانند روش سانتریفوژ بارها و باره تکرار شود. سانتریفیوژ هایی که برای غنی سازی اورانیوم استفاده می شود حالت خاصی دارند که برای گاز تهیه شده اند که به آنها Hyper-Centrifuge گفته می شود. پیش از آنکه دانشمندان از این روش برای غنی سازی اورانیوم استفاده کنند از تکنولوژی خاصی بنام Gaseous Diffusion به معنی پخش و توزیع گازی استفاده می کردند.

راکتور هسته ای

راکتور هسته ای وسیله ایست که در آن فرایند شکافت هسته ای بصورت کنترل شده انجام می گیرد. انرژی حرارتی بدست آمده از این طریق را می توان برای بخار کردن آب و به گردش درآوردن توربین های بخار ژنراتورهای الکتریکی مورد استفاده قرار داد. اورانیوم غنی شده ، معمولا به صورت قرصهائی که سطح مقطعشان به اندازه یک سکه معمولی و ضخامتشان در حدود دو و نیم سانتیمتر است در راکتورها به مصرف میرسند. این قرصها روی هم قرار داده شده و میله هایی را تشکیل میدهند که به میله سوخت موسوم است. میله های سوخت سپس در بسته های چندتائی دسته بندی شده و تحت فشار و در محیطی عایقبندی شده نگهداری می شوند.

در بسیاری از نیروگاهها برای جلوگیری از گرم شدن بسته های سوخت در داخل راکتور، این بسته ها را داخل آب سرد فرو می برند. در نیروگاههای دیگر برای خنک نگه داشتن هسته راکتور ، یعنی جائی که فرایند شکافت هسته ای در آن رخ میدهد ، از فلز مایع (سدیم) یا گاز دی اکسید کربن استفاده می شود. برای تولید انرژی گرمائی از طریق فرایند شکافت هسته ای ، اورانیومی که در هسته راکتور قرار داده میشود باید از جرم بحرانی بیشتر (فوق بحرانی) باشد. یعنی اورانیوم مورد استفاده باید به حدی غنی شده باشد که امکان آغاز یک واکنش زنجیره ای مداوم وجود داشته باشد. برای تنظیم و کنترل فرایند شکافت هسته ای در یک راکتور از میله های کنترلی که معمولا از جنس کادمیوم است استفاده میشود. این میله ها با جذب نوترونهای آزاد در داخل راکتور از تسریع واکنشهای زنجیره ای جلوگیری میکند. زیرا با کاهش تعداد نوترونها ، تعداد واکنشهای زنجیره ای نیز کاهش می یابد. حدوداً ۴۰۰ نیروگاه هسته ای در سرتاسر جهان فعال هستند که تقریبا ۱۷ درصد کل برق مصرفی در جهان را تامین می کنند. از جمله کاربردهای دیگر راکتورهای هسته ای، تولید نیروی محرکه لازم برای جابجایی ناوها و زیردریایی های اتمی است.

کاربردهای انرژی هسته ای

انرژی هسته ای در پزشکی :  کاربرد انرژی هسته ای در پزشکی به دو بخش تقسیم می شود : تشخیص و درمان. پزشکی هسته ای یکی از شاخه های علم پزشکی است که در آن از مواد رادیواکتیو برای تشخیص و درمان بیماری ها استفاده می شود .به گزارش تارنمای سازمان انرژی اتمی ایران ، در زمینه تشخیص بیماری ها از رادیوداروهای (داروهایی متشکل از مواد رادیواکتیو ) مختلف درتصویر برداری جهت  تشخیص و بررسی  تومورهای سرطانی ، بررسی بیماری های کبد و کیسه صفرا ، بررسی عفونت و التهاب مفصلی استفاده می شود. هم چنین این مواد در تشخیص گرفتگی عروق خونی ، تشخیص نارسائی های قلب، کلیه و سایر ارگان های بدن کاربرد دارند. در آنالیز خون، پروتئین ها و سرم ها از پرتوهای رادیواکتیو استفاده می شود. هم چنین برخی از رادیوداروها تولید شده اند که برای تشخیص بیماری هایی مثل تیروئید به کار می روند. MRI نیز یکی از روش های تشخیصی در پزشکی هسته ای است . در حوزه درمان بیماری ها، رادیو داروهای مختلفی ساخته شده اند که برای از بین بردن کیست ها وتومورهای سرطانی استفاده می شوند. هم چنین در برخی از بیماری های مغزی می توان بدون نیاز به باز کردن جمجمه از اشعه برای جراحی استفاده کرد . در بیست سال اخیر جراحی پرتوی، اولین راه درمان پس از استفاده از شیمی درمانی ، پرتو درمانی و جراحی بوده است .

دانشمندان پزشکی هسته ای در حال بررسی روش های  تشخیصی جدیدی هستند تا بتوانند میزان عناصر اصلی و مهم موجود در بدن جنین را اندازه گیری کرده و با تغییر آنها پیش از تولد، از بروز ناهنجاری ها در نوزادان جلوگیری  کنند.

 انرژی هسته ای در بهداشت:  در سترون سازی وسایل یکبارمصرف پزشکی از پرتوهای رادیواکتیو استفاده می شود. هم چنین در صورتی که مواد اولیه داروها و مواد بهداشتی یا محصولات استریل پزشکی آلودگی داشته باشند، این آلودگی با کمک  مواد رادیو اکتیو قابل اندازه گیری است. با این روش آلودگی سبزیجات بسته بندی شده نیز قابل اندازه گیری است .

انرژی هسته ای در کشاورزی: از طریق روش های هسته ای اصلاح بذر، بذرگیاهانی مثل گندم ، برنج ، جو و پنبه به نحوی تغییر داده می شوند که در برابر بیماری های قارچی، سرما، خوابیدگی و مقاوم باشند. هم چنین با استفاده از این روش