دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .
عنوان تحقیق:
انرژی هسته ای و کاربرد های صلح آمیز آن
مقدمه :
نه تنها جهان دنش و دنیای امروز متوجه ذره که همه اشیاء عالم خلقت را تشکیل می دهد، می باشد و نیرو و خاصیت آنرا مورد بررسی قرار داده است، بلکه بشر همواره در این امر تعلق داشته و تا آنجا که محیط و وسعت دانش او اجازه میداده در شناسائی و کشف آن کوشیده است. یونانیان قدیم در طریق کشف ذره پیشقدم بوده اند. اولین فردی که در مطالعه و بحث راجع به اتم پرداخت، دمکریتوس یونانی آن هم در 2500 سال پیش بوده است.
اما دانشمندان ایرانی از قبیل ابوعلی سینا فیلسوف نامدار و طبیب حاذق و ملاصدرا و امام غزالی و غیره نسبت به ذره و خاصیت آن شرح و بسط داده اند و با عبارت طنز ادبی حقیقت علمی و تغییر ناپذیر اتم را آشکار ساخته اند.
اتم یعنی ذره کوچکترین جز شیء مادی است که منشأ تشکیل اشیاء است. همه چیز از اجتماع ذرات کوچک اتم متشکل گردیده جهان و موجودات در آن هسته مجموع اجتماع ذرات اتم هستند اتم یا ذره خود از هسته مرکزی و ذرات ریز دیگری بنام الکترون تشکیل شده اند. ذرات موجود در هسته اتم پروتون نام دارند (بار الکتریکی مثبت) اما چون طبق قانون جاذبه (هم نام دافعه) نیرویی این ذرات را به یکدیگر متصل کرده است که به آن نوترون گویند. نوترون بار الکتریکی ندارد. الکترون ها که به دور هسته در حال گردش اند دارای بار منفی اند، اگر تعداد پروتون ها و الکترون های درون یک اتم مساوی باشد، آن اتم از نظر بار الکتریکی خنثی است.
در جهان هستی سه نیرو وجود دارد نیروی جاذبه ی نیوتونی (نام کاشف نیروی جاذبه) نیروی الکترومغناطیسی و نیروی اتمی و یا انرژی ذره ای که مورد بحث این پژوهش است که دارای جرم و انرژی و نور و تشعشع می باشد و مطابق فرضیه ی آلبرت انیشتین با قابلیت تبدیل جرم و انرژی بیکدیگر تحت فرمول E=MC2 منشأ اکتشافات جدید در جهان هستی و سیر در کرات و پی بردن به اسرار آن ها گردیده است هرچند اتم موجود انرژی و نور و حرارت است اما بشر تا چند قرن قبل بعظمت و نیروی خارق العاده آن پی نبرده و خواص فراوان آن را نمی دانست.
قرن هجدهم و نوزدهم را که دوران کشف جدید و ترقی و تعالی بشر می توان نامید، مغزهای متفکر باهوش، کنجکاوی بسیار کردند و با رنج فراوان و کوشش زیاد بکشف اسرار اتم آنطور که علم و عمل خواهان آن بود، نائل آمدند. امروزه با وسع دانش و بینش نظری و علمی، استفاده از نیروی شگرف اتمی عالمگیر شده و در اقصی نقاط جهان از این منبع عظیم قدرت بهره برداری علمی، فنی، طبی، اجتماعی و غیره می شود.
از برکت این کشف مهم در زمان صلح، فواید بی شماری عاید مردم جهان گردیده است. امروزه با استفاده معقول و مفید در اثر مهار کردن اتم، بشر توانسته با نیروی درمانی بر قخطی و گرسنگی غلبه نماید، آفات نباتی را از بین ببرد، کود لازم و مقدار دقیق آنرا در ازدیاد محصول کشاورزی معلوم نماید و عملاً نظریه معروف مالتوس را مبنی بر افزایش روز افزون جمعیت کره ی زمین و محدودیت مواد خوراکی مردود اعلام دارد.
امروزه از اتم و نیروی آن بحصول اشعه ی آلفا برای کنسرو غذاها و جلوگیری از خرابی و فساد آنها استفاده می کنند و در بهداشت عمومی و دفع مرض و طول عمر از آن بهره برداری می نمایند.
در امور پزشکی اتم کمک بسیاری نموده علاوه بر استفاده های عظیم علمی و لابراتوری و تشخیص و معالجه امراض ناشناخته و صعب العلاج پزشکان را راهنمائی دقیق است.
با استفاده از اشعه رادیواکتیویته قسمت های نامرئی بدن از قبیل مغز استخوان و غیره قابل رویت است و رادیوگرافی و رادیوسکوپی امروز کمک فراوانی به تشخیص عضو مریض و درمان آن می نماید. همین کشف مهم امراض غیر قابل علاج از قبیل سرطان که قبلاً معالجه آن ها غیر ممکن بوده، درمان می شود.
اما در کنار این همه مفاد، مضرراتی هم دارد. مثلاً اشعه رادیواکتیویته با وجود اینکه سلول سرطانی را می سوزاند، بناچار ببافتهای اطراف لطمه می زند. به عبارت دیگر در عین سرطان زدایی، خود سرطان را می گیرد و مولد سرطان در پوست و عضو سرطانی می شود. در دستگاه تناسلی اثر می گذارد و کسی که در معرض مستقیم اشعه آن قرار گیرد، عقیم می شود. این اشعه موجب سوختگی بدن و کوتاهی عمر می گردد. اما با استفاده از لوازم و ابزار مناسب، انسان ها را از این بلاها حفظ می کند.
استفاده ی صنعتی از اتم امروز در کارخانجات رایج گشته، کارخانه برق اتمی، اتمی، یخ شکن عظیم و ... همه محصول این نیروی عظیم هستند.
دیگر امروز برای بکار انداختن موتور مولد برق، نیاز به سوخت زیاد و انرژی آبشاری نیست، بلکه با مهار کردن اتم بوسیله ی ایجاد در آکسیون زنجیری در رآکتورها، می توان نیروی فراوان برق تولید کرد که بمصارف روشنائی و سوخت دور افتاده ترین دهات جهان برسد.
در هنر نقاشی و حرف و صنایع سبک و سنگین، بخوبی بهره برداری می گردد. استفاده از اتم در علوم مختلف از قبیل زیست شناسی، خاک شناسی، باستان شناسی امکان پذیر است و عملاً مورد اقدام و اجراء می باشد. برای تعیین قدمت سن خاک، اشیاء، اموات، گیاهان کربن 14 ایزوتوپ کربن و رادیواکتیوتیه و خاصیت اتمی دارند، استفاده می کنند.
در علوم جنائی و جرم شناسی و کشف بزه، دقت نظر اتم قابل توجه است. در نمونه برداری آلت ناچیز جرم از قبیل مو و لکه ریز خون و عرق، در تشخیص نوع و رنگ و محتوی آن دقت نظر کامل و موشکافی دقیق دارد که در کشف حقیقت و اجرای عدالت که قوام جامعه بر پایه صحیح آن استوار است، کمک می نماید. فوائد فراوان و ارزنده اتم در این مختصر قابل برشماری نیست.
فصل اول:
این تحقیق توسط دانش آموزانی نوشته شده که در اول راه با توکل بر خدا و تشویق اساتید فرزانه و پشتکار را سرلوحه کار خود قرار دادند. در این فصل شما را از هدف و اهمیت و ضرورت تحقیقمان آگاه خواهیم کرد و در آخر این که، ارکان اساسی تحقیقمان را توضیح خواهیم داد تا ابهامات برطرف شود و با دیدی بازتر تحقیق را دنبال کنیم.
درخت دانش زیر شمارا در دنبال کردن این فصل کمک خواهد کرد.
بیان مسله مورد تحقیق
اهداف تحقیق
کلیات تحقیق اهمیت و ضرورت تحقیق
سؤالات یا فرضیات تحقیق
تعریف واژگان اساسی تحقیق
2-1 بیان مسئله :
انرژی هسته ای و کاربرد صلح آمیز آن
3-1- اهداف تحقیق :
همانطور که می دانید، سال هاست که در سراسر جهان از علم و صنعت انرژی اتمی استفاده های متفاوتی به عمل می آورند. اما اگر از نظر کاربردهای آن کشور خود را در نظر گیریمف علم بسیار جدیدی محسوب می شود. و می توان گفت ملت ایران اطلاعات بسیار محدودی از آن دارند.
بنابراین کار و تحقیق در مورد این انرژی در یادگیری و فهم مفهوم آن بسیار مؤثر است. نه تنها ما را به کاربردهای گسترده ی آن آشنا می کند، بلکه سطح آگاهیمان را نیز بالا می برد. که حاصل آن سرافرازی و رشد و شکوفایی ملت ایران و کشور عزیزمان است.
4-1- اهمیت تحقیق :
دوران ما براستی دوران ظهور پیچیده ترین و مرموزترین شگردهای درگیری میان فرزندان بشر است. دورانی که در آن کلیه فنون و دانشهای بشری به استخدام جنگ و یا امور دفاعی در آمده اند. اما آن روی دیگر سکه این است که متقابلاً و علی الدوم نیازهای دفاعی و نظامی باعث رشد و توسعه علوم و فنون بشری گردیده است.
نبرد پایان ناپذیر اسلام و کند جهانی، دخالت بیگانگان در امور سیاسی کشور موجب شده که افرادی دست بر قلم برده تا دیگران را از خواب غفلت بیدار کنند.
آگاهی درباره ی پیشرفت ها و مشکلات کشوری که در آن زندگی می کنیم، الزامی است، اما اگر علمی در مورد آن موضوع نداشته باشیم، نمی توانیم آن را یاری کنیم. بنابراین نفوذ عوامل خارجی و بیگانه حتمی است.
اما کسب اطلاعاتی درباره ی علم جدید مثلاً پژوهش در زمینه ی انرژی هسته ای و قرار دادن آن در اختیار سایر افراد موجب می شود که مردم اطلاعاتی فراتر از دانسته های اندک خود بدست آورند. و سطح فرهنگی و علمی خود را به طبقات بالاتر افزایش دهند و دشمنان ما متوجه آگاهی ما از پیشرفتمان شوند و فکر از هم پاشیدگی و نابودی همبستگی مان را از ذهن خود خارج کنند.
5-1- ضرورت تحقیق :
امروزه در بسیاری از کشورها از انرژی هسته ای به عنوان منبع انرژی استفاده می کنند و عدم وجود این تأسیسات بیانگر عقب ماندگی آن کشور است. چرا که این منبع جدید، کاربردهای فراوانی دارد که می تواند به راحتی تمام نیازهای آن سرزمین به انرژی را رفع کند.
6-1- سؤالات یا فرضیات تحقیق :
1- انرژی هسته ای در درمان بیماری های صعب العلاج، مؤثر است .
2- رادیواکتیو در آلودگی هوا نقش دارد.
3- استفاده از انرژی هسته ای موجب کاهش آلودگی هوا می گردد.
4- به کار بردن انرژی هسته ای در کشاورزی موجب سیر شدن میلیون ها نفر می شود.
5- بازده ی انرژی هسته ای بیش از انرژی های دیگر است.
7-1- تعریف واژگان :
الف- انرژی : از نظر لغوی به معنی نیرو، قوه، قدرت و توانایی، استعداد کار و کوشش
با بیانی نه چندان دقیق، انرژی را می توان به معنی ظرفیت انجام کار تعریف کرد. بدین ترتیب، کمیت های کار و انرژی کاملاً به هم مربوط اند و در واقع با واحدهای یکسان (1- ژول در سیستم MKS و فوت 2- پوند در سیستم انگلیسی ) اندازه گیری می شوند. انرژی می تواند به شکل های گوناگونی نظیر گرما، انرژی، انرژی الکتریکی، انرژی هسته ای یا انرژی مکانیکی. بسیاری از کارهای انجام شده توسط ماشین ها را می توان به صورت تغییر انرژی از یک شکل به شکل دیگر طبقه بندی کرد. مثلاً وقتی که زغال سنگ می سوزد انرژی شیمیایی ذخیره شده به انرژی گرمایی و انرژی نورانی تبدیل می شود. این گرما ممکن است برای جوشاندن آن و تأمین بخار با فشار زیاد برای به کار انداختن توربین به کار برده شود. این نمونه ای از تبدیل گرما به انرژی مکانیکی است. بنابراین از توربین می توان برای تولید الکریسیته استفاده کرد که متضمن تبدیل انرژی مکانیکی به انرژی الکتریکی است. با استفاده از این الکریسیته می توان صدها مایل دورتر موتورها را به حرکت در آورد و انرژی مکانیکی ایجاد کرد یا می توان بر حسب کاربردهای بیشمارمان از انرژی الکتریکی شکل هایی دیگر انرژی را تولید کرد. (نام نویسنده : غلی اصغر تکالو – 1372 – صفحه ی 86)
ماهیت هسته
درک ما از هسته، با اندازه ی بسیار کوچک و چگالی بسیار بزرگش، هنوز کامل نیست. هرچند رازهای زیادی هنوز در مورد هسته، نامشکوف است؛ ولی اطلاعات زیادی نیز درباره ی هسته ها جمع آوری شده است. فیزیک هسته ای یک رشته ی نسبتاً جوان است. و بیشترین درک فعلی ما از هسته سال 1930 شروع شده است. اگر چه ساختار داخلی هسته به خوبی فهمیده نشده است، ولی پیداست که از پروتونها و نوترون ها تشکیل شده است. پروتون یک کرانتوم بار مثبت دارد و جرم آن 1836 برابر جرم یک الکترون است و نوترون یک ذره ی غیر باردار است با جرم 1839 برابر جرم یک الکترون. هسته هایی که اتم های سبک دارند تعداد پروتونها و نوترون های آنها با هم مساوی است. در چنین حالت هایی هسته در حدود 97/99% از جرم اتم را تشکیل می دهد در حالی که بخش بسیار کوچکی از حجم اتم را اشغال می کند. تعداد پروتون های هسته، عدد اتمی نامیده می شود و با حرف z نشان داده می شود. عدد اتمی گونه های شیمیایی را یا عنصر شیمیایی را که هسته به آن تعلق دارد معین می کند. عدد نوترونی با N نشان داده می شود.
تعداد کل نوترون ها و پروتون ها عدد جرمی نامیده می شود و با حرف A نشان داده می شود. هسته هایی که تعداد پرتون های آنها یکسان ولی تعداد نوترون های آن مختلف است هسته هایی هستند که مربوط به عنصر شیمیایی یکسان هستند ولی ایزوتوپ های مختلف آن عنصر نامیده می شوند. علائم استاندارد برای یک ایزوتوپ یک عنصر شیمیایی عبارت است از :
تعداد پروتونها = عدد اتمی ® z – Ax
= عددنوترونی® N
Z+N = عدد جرمی ® A
که در آن x علامت شیمیایی عنصر است.
ب- انرژی هسته ای چیست؟ از نظر لغوی به معنی انرژی که از هسته متساعد می شود.
هر کاشه جرمی که طی یک سنتز هسته ای ایجاد می شود، نتیجه ی این واقعیت است که انرژی لازم برای تحقق این عمل، از خود سیستم تأمین شده است. این کاهش در انرژی سیستم، به نوبه ی خود نتیجه وجود نیروی جاذبه ی بین تک تک نوکلئون ها است. این واقعیت که گروهی که گروهی از نوکلئون ها به صورت یک ساختمان پایدار وجود دارند، مبین وجود یک نیروی جاذبه است. نقش این نیروها در پایداری هسته، با توجه به وجود نیروی دافعه بین پروتونها، از اهمیت فوق العاده ای برخوردار است.
بدیهی است که نیروهای نگهدارنده ی هسته می بایستی نیروهای جاذبه ی بسیار نیرومندی باشند و نیروهای دافعه ی الکترواستاتیک را تحت الشعاع خود قرار دهند. نیروهای جاذبه ی هسته ای، بین پرتون – پرتون، نوترون – پرتون، نوترون – نوترون وجود دارند. این نیروها، تقریباً مساوی یکدیگر بوده و به بار الکتریکی وابستگی ندارند.
نتایج آزمایش های انجام شده نشان می دهد که نیروهای هسته ای، فقط در فواصل بسیار کوتاه در حد 2 تا 3 فرمی، فعال می باشند. هنگامی که نوکلئون ها بیش از چند فرمی از هم فاصله داشته باشند، نیروهای جاذبه هسته ای بی اثر می شوند. بنابراین، هر نوکلئون، در درون هسته بر روی تمامی نوکلئون های موجود در آن هسته، تأثیر متقابل نداشته و فقط بر تعداد محدودی از نوکلئون های هم جوار خود مؤثر است. برعکس، نیروی دافعه ی الکترواستاتیک، دارای برد طولانی بوده و به طور همزمان بر روی تمامی ذرات باردار تأثیر می گذارند. به همین علت به منظور حفظ پایداری هسته می بایستی تعداد نوترون ها بسیار سریع تر از پروتون ها در درون هسته افزایش یابد.
