up
Search      menu
صنعت و مکانیک :: مقاله اورانيوم PDF
QR code - اورانيوم

اورانيوم

ساختار اورانيوم و دنياي ما

● اشاره اي به ساختار اورانيوم
هانري بکرل نخستين کسي بود که متوجه پرتودهي عجيب سنگ معدن اورانيم گرديد پس از آن در سال ۱۹۰۹ ميلادي ارنست رادرفورد هسته اتم را کشف کرد. وي همچنين نشان دادکه پرتوهاي راديواکتيو در ميدان مغناطيسي به سه دسته تقيسيم مي شود ( پرتوهاي الفا و بتاوگاما ) بعدها دانشمندان دريافتند که منشاء اين پرتوها درون هسته اتم اورانيم مي باشددر سال ۱۹۳۸ با انجام آزمايشاتي توسط دو دانشمند آلماني بنامهاي آتوهان و فريتس شتراسمن فيزيک هسته اي پاي به مرحله تازه اي نهاد اين فيزيکدانان با بمباران هسته اتم اورانيم بوسيله نوترونها به عناصر راديواکتيوي دست يافتند که جرم اتمي کوچکتري نسبت به اورانيم داشت و در اينجا بود که نا قوس شوم اختراع بمب اتمي به صدا در آمد.زيرا هر فروپاشي هسته اورانيم ميتوانست تا ۲۰۰مگاولت انرژي ازاد کند وبديهي بود اگر هسته هاي بيشتري فرو پاشيده مي شد انرژي فراواني حاصل مي گرديد.بعدها فيزيکدانان ديگري نيز در اين محدوده به تحقيق مي پرداختند يکي از آنان انريکو فرمي بود( ۱۹۵۴ - ۱۹۰۱) که بخاطر تحقيقاتش در سال ۱۹۳۸ موفق به دريافت جايزه نوبل گرديد.در سال ۱۹۳۹ يعني قبل از شروع جنگ جهاني دوم در بين فيزيکدانان اين بيم وجود داشت که آلمانيهابه کمک فيزيکدانان نابغه اي مانند هايزنبرگ ودستيارانش بتوانند با استفاده از دانش شکافت هسته اي بمب اتمي بسازندبه همين دليل از آلبرت انيشتين خواستند که نامه اي به فرانکلين روزولت رئيس جمهور وقت آمريکا بنويسد در آن نامه تاريخي از امکان ساخت بمبي صحبت شد که هر گز هايزنبرگ آن را نساخت.چنين شدکه دولتمردان امريکا براي پيشدستي برآلمان پروژه مانهتن را براه انداختندو از انريکو فرمي دعوت به عمل آوردند تا مقدمات ساخت بمب اتمي را فراهم سازد سه سال بعددر دوم دسامبر ۱۹۴۲ در ساعت ۳ بعد از ظهر نخستين راکتور اتمي دنيا در دانشگاه شيکاگو آمريکا ساخته شد.سپس در ۱۶ ژوئيه ۱۹۴۵ نخستين ازمايش بمب اتمي در صحراي الامو گرودو نيو مکزيکو انجام شد.سه هفته بعد هيروشيما درساعت ۸:۱۵ صبح در تاريخ ۶ اگوست ۱۹۴۵ بوسيله بمب اورانيمي بمباران گردييد و ناکازاکي در ۹ اگوست سال ۱۹۴۵ بمباران شدند که طي آن صدها هزار نفر فورا جان باختند.
جهان بدون فيزيک معنا ندارد
● انفجار بزرگ
دانشمندان بر اين باورند که کائنات در ۱۵ بيليون سال پيش در پي پديده اي عظيم، به نام بيگ بنگ (انفجار بزرگ) به وجود آمده است. تمامي فضا، زمان، انر&۶۴۳۹۵;ي وجود داشت.
هنگامي که دنيا شروع به بزرگ شدن و سرد شدن نمود، چهار نيروي اوليه (گرانش، الکترو مغناطيس، نيروي ضعيف و نيروي قوي پيوندهاي هسته اي) ظاهر شدند. کوارک ها و سپس ذرات اتمي و ذرات ضد آنها (ضد مواد به عرصه پيوستند. ماده و ضد ماده در مجاورت يکديگر همديگر را خنثي کرده ) با برتري جزئي ماده نسبت به ضد ماده) و توليد انرژي و ماده اوليه يعني هيدرو&#۶۴۳۹۵;ن و هليوم نمودند. پس مانده ضعيف گرماي ناشي از بيگ بيگ همچنان در سراسر آسمان ديده مي شود.
● کهکشانها
در ابتدا توزيع انرژي و ذرات در کل جهان يکسان نبود. اين ناهمگوني ها اين امکان را به انواع نيروها داد تا بتوانند ذرات را گردآوري و متمرکزکنند. اين توده سازي و متمرکزسازي آغاز شد تا ساختارهاي پيچيده تر به وجود آيند.
تمرکز ذرات منجر به پديدار شدن غبارها در آسمان گرديد و سپس غبارهاي فشرده و متمرکز تبديل به ستاره ها و مجموعه هاي ستارگان شدند. مجموعه هايي که به آنها کهکشان مي گوئيم. از حرکت و گردش کهکشانها پيداست که ستارگان و گازهاي پراکنده و غبارها يي که در يک کهکشان قابل مشاهده هستند تنها يک دهم جرم کل يک کهکشان را تشکيل مي دهند و بيشتر جرم يک کهکشان مربوط به بخش غير قابل مشاهده ايست که اصطلاحا جرم پنهان خوانده مي شود. اين بخش نامرئي راز سرنوشت کائنات را در بر گرفته است. آيا کائنات تا ابد به انبساط خود ادامه خواهد داد يا اينکه در اثر نيروهاي گرانشي که مقدار آن تا به امروز در جرم پنهان مخفي مانده پس از دوره انبساط دوران انقباض را آغاز خواهد نمود.
از ديدگاه توسعه و بسط حيات، آنچه اهميت دارد اين است که هر کهکشان يک کارخانه ستاره سازيست که ستاره ها ي خود را از غبارها و ابرهاي عظيم توليد مي کند. هر ستاره يک کارخانه شيميائيست که در آن عناصر سبک به عناصرسنگين تر و پيچيده تر تبديل مي شوند و حيات نيز مجموعه ايست از همين عناصرو مولکول هاي پيچيده. نوع کهکشانها با محاسبه چگونگي توزيع ستارگان و درخشش يا تاريکي آن مشخص مي شود.
● ابرهاي عظيم مولکولي
بيشترين ساکنين کهکشانها ابرهاي عظيم مولکولي هستند که مواد اوليه براي تشکيل ستاره ها و سيارات را در بردارند. ابري با ضخامت ۳۰۰ سال نوري (هر سال نوري برابراست با حدود ۱۰ تريليون کيلومتر) جرم کافي براي ساخت ده هزار تا يک ميليون ستاره، هر يک به اندازه جرم خورشيد ما را دارد. ۱۰ درصد از اين ابر چگالي کافي براي تشکيل چند صد تا چند هزار ستاره را دارد.عمر اين ابرها بين ۱۰ تا ۱۰۰ ميليون سال است و بعد از آن از هم مي پاشند.
تشکيل عناصر در ستارگان
● غبارها و تولد ستارگان
گرانش بر ذرات خاصي اثر مي گذارد تا مجموعه اي از ذرات را ايجاد نمايد که آنها خود جذب کننده ذرات ديگرند. در شرايط مناسب، گرانش، قدرت غلبه بر نيروهاي مخالف خود را پيدا مي کند و توده اي از غبار را توليد مي کند که به اندازه کافي، براي آفرينش يک ستاره، فشرده است.
اما اين ستاره جوان احتمالا هنوز در نور مرئي آشکار نيست. اين ستاره در ميان پوششي از غبار غليظ و مات احاطه شده است. زمانيکه ستاره غبار اطرافش را پراکنده مي کند، توسط دوربين هاي مادون قرمز به صورت نقطه اي سوزان در بين يک ابر غليظ مولکولي قابل رويت مي شود. در نهايت بادهاي ستاره اي پس مانده غبارها و ابرها ي مولکولي را کنار مي زنند و در اين زمان با تلسکوپ هاي اپتيکال نيزقابل رويت خواهد بود.
● ستارگان بالغ و ترکيبات هسته اي
ستارگان جوان در عرصه تلاش براي حفظ تعادل بين نيروي گرانش، که سعي در فرو کشيدن ستاره دارد و فشارهاي ناشي از فعل و انفعالات هسته اي درون خود، که سعي در از هم پاشيدن ستاره دارد قرار مي گيرند.
ستاره ها ي بالغ به آن تعادل دست پيدا کرده اند و تقريبا همه عمر خود را در تعادل سپري مي کنند. اندازه ستاره، رنگ آن، درخشش آن و حتي طول عمر آن ارتباط مستقيم با جرم ستاره دارد. ستاره ها يي با جرم کمتراز خورشيد ما کوتوله ها ي قرمزي مي شوند که تا چندين بيليون سال زنده اند. ستاره اي به اندازه خورشيد ۱۰ بيليون سال زندگي مي کند و ستاره ها ي غول پيکر همه سوخت هسته اي خود را در ظرف چند ميليون سال با شدت تمام مي سوزانند.
ستاره ها همه عمر در هسته خود هيدروژن را سوزانده و به هليم تبديل مي کنند. در ادامه هليم نيز به قدري فشرده و داغ مي شود که به عناصر سنگينتر تبديل مي گردد. اين چرخه تبديل ادامه دارد. چرخه اي که هر لايه آن انرژي و گرماي بيشتر و بيشتري مي طلبد. اين انرژي از انفجارهاي ناشي از فعل و انفعالات لايه هاي زيرين تامين و منجر به تشکيل عناصر سنگين و سنگين تر مي شود. گرماي زيادي که در ستاره ايجاد مي شود آن را متورم مي کند.
● مرگ ستاره
در نهايت سوخت هسته اي همه ستارگان روزي تمام مي شود. آنها تعادل خود را از دست مي دهند طوريکه نيروي گرانش غالب مي شود. تفاوت جرم ستارگان باعث تفاوت در مرگ آنها نيزمي شود. ستاره هاي کم جرم به آرامي باقيمانده سوخت خود را سوزانده و مي ميرند. ستاره هايي به اندازه خورشيد، به سرعت به يک کوتوله سفيد به اندازه زمين تبديل مي شوند. لايه بيروني ستاره که از اتمهايي تشکيل شده که در فرايند تبادلات هسته اي به وجود آمده اند، از آن جدا شده و به شکل ذرات در عرصه بي انتهاي آسمان رها مي شوند. هسته يک ستاره غول پيکر تقريبا به شکل آني منفجر مي شود. هسته به سمت بيرون پخش مي شود و با ذراتي برخورد مي کند که به سمت درون ستاره کشيده شده اند. اين برخورد با توليد انرژي انبوهي همراه است که هم عناصر سنگين موجود در کائنات را پديدار مي نمايد و هم منجر به تکه تکه شدن ستاره مي شود. اين انفجار ابر نواختر، منشا اوليه همه عناصر سنگين يافت شده در اجرام، ستاره ها، سياره ها و فضاهاي ميان کهکشانهاست.
در اعماق سرد فضا، عناصري مانند کربن، اکسيژن و نيتروژن مي توانند با عنصر اوليه يعني هيدروژن ترکيب شده و مولکولهاي پيچيده اي را بسازند مخصوصا در فضاهاي با چگالي و غلظت بالاتر که امکان برخورد ذرات به يکديگر بيشتر است. تعداد بسيار زيادي از انواع مولکولهاي پيشرفته، به خصوص مولکولهايي که اتم کربن در ترکيب آنها حضور دارد، در فضاي ميان ستارگان يافت شده است.
شکل گيري سيارات : صفحات سياره اي !
مرحله شکل گيري يک سياره ممکن است که به صورت يک صفحه درخشنده و يا تاريک در مقابل يک جرم آسماني درخشان به چشم آيد. برخي از اين صفحات در انبوه گاز و غبار مخفي و تنها در نور مادون قرمز نمايان مي شوند. صفحات سياره اي ديگر به صورت گرده هاي ذراتي شبيه به ستاره هاي دنباله دار ديده مي شوند که در اثر وزش بادهاي ستاره اي شکل گرفته اند.
وسعت هر يک از اين مناطق سياره خيز بيش از ۲۰ برابر منظومه شمسي ما است. همه ذرات و مواد موجود در صفحات سياره اي در يک جهت در حال چرخش به دور يک ستاره مي باشند.
محتويات صفحات سياره اي، شامل مولکول هاي پيچيده اي است که برخي از آنها تنها در شرايط موجود دراين گونه صفحات به وجود مي آيند و برخي مولکولهايي هستند که در فضاهاي ميان ستاره ها و کهکشانها نيز يافت شده اند.
● تشکيل اجرام
ضمن گردش صفحات به دور ستاره، گرانش به انبوه اين ذرات اجازه تشکيل اجرام کوچک را مي دهد. فلزات سنگين و سيليکاتها در معرکه داغ محدوده نزديک به ستاره نيز دوام مي آورند اما ذرات سبک تر و مولکول هاي فرار از جمله آب و گاز هيدروژن در قسمتهائي از صفحه که از ستاره دورتر است امکان ادامه حيات دارند.
توده ها ي ذرات سنگين پس از اينکه جرم کافي به دست آوردند شروع به سخت شدن مي نمايند و در اثر برخورد و تصادم ذرات با آنها رفته رفته اجرام بزرگي مي شوند. سرانجام اين توده ها و اجرام با يکپارجه شدن و جذب گازها و غبار اطراف بر فضاي خود مسلط مي شوند.
شکل گيري سياراتي چون زمين و مشتري اختلافات ماهرانه در توزيع ذرات بين قسمتهاي مختلف يک صفحه سياره اي تعين کننده مکان و بزرگي سيارات در آن صفحه است.
اجرام کوچک صخره اي و فلزي درمنظومه شمسي سياره اي همچون زمين را به شکل گدازان پديد آورده اند. در پي سرد شدن اين سيارات لايه هاي سخت آنها تشکيل مي شود. احتمال مي رود که با گذشت زمان همه بخشهاي اين سيارات منجمد گردد. اين سيارات تحت بمباران هاي اجرام کوچک صخره اي قرار مي گيرند که حامل عناصر و مولکولهائي از جمله مهمترين عنصر شناخته شده حيات يعني آب مي باشند.
اجرام سرد و يخي که در فاصله بيشتري از خورشيد قرار داشتند سياره اي چون مشتري را به وجود آورده اند. اين سيارات ممکن است داراي هسته هاي فلزي و سخت باشند ولي سطح خارجي آنها به شکل مايع و پوشيده از لايه هاي گازاست. ساختار سياره اي چون مشتري بسيار شبيه ستاره ايست که گرد آن در گردش است. اين سيارات نيز مدام تحت آماج برخوردهاي اجرام کوچک قرار مي گيرند.
● کيمياي حيات
در ساختار کائنات و بالطبع سيارات، مولکولهاي پيچيده کربن و اسيدهاي آمينه، دورکن اصلي تشکيل حيات، وجود دارند. با انتشار دقيق و ترکيب اين اجزا و ذرات اوليه، طبيعت قادر به ساخت Dna شالوده اساسي حيات و زندگي در کره زمين گرديده است. چگونگي و شرايط ترکيب اين اجزا هنوز در حال بررسي است. اما اين حقيقت که اين ترکيب در حال حاضر صورت گرفته و منجر به ايجاد حيات در کره زمين شده است و با در نظر گرفتن زنجيره ذرات در کائنات، رخ دادن اين گونه ترکيبات و در نتيجه وجود حيات در قسمتهاي ديگري از کائنات همواره امکان پذير مي باشد.

اورانيوم يکي از عنصرهاي شميايي است که عدد اتمي آن ۹۲ و نشانه آن U است و در جدول تناوبي جزو آکتنيدها قرار مي گيرد. ايزوتوپ ۲۳۵U آن در نيروگاه هاي هسته ...

در ميان عموم مردم ، همين که صحبت از اورانيوم به ميان مي آيد، بلافاصله بمب اتمي و سلاحهاي کشتار جمعي ، که امروزه سخن روز محافل سياسي و مطبوعاتي است، در ...

● اورانيوم يکي از چگالترين فلزات راديو اکتيو است که در طبيعت يافت مي شود. اين فلز در بسياري از قسمتهاي دنيا در صخره ها، خاک و حتي اعماق دريا و اقيانوس ...

اورانيوم يکي از عنصرهاي شميايي است که عدد اتمي آن ۹۲ و نشانه آن U است و در جدول تناوبي جزو آکتنيدها قرار مي‌گيرد. ايزوتوپ ‎۲۳۵U آن در نيروگاه‌هاي هسته ...

اورانيوم فلزي راديواكتيو و پرتوزاست كه در سراسر پوسته سخت زمين موجود است. اين فلز حدوداً ۵۰۰ بار از طلا فراوان تر و به اندازه قوطي حلبي معمولي و عادي ...

نيروگاه اتمي در واقع يک بمب اتمي است که به کمک ميله هاي مهارکننده و خروج دماي دروني بوسيله مواد ‏خنک کننده مثل آب و گاز ، تحت کنترل در آمده است. اگر ر ...

اين روزها يکي از واژه هايي که در ارتباط با مباحث انرژي هسته اي، به طور مکرر شنيده مي شود دستگا ه هاي «سانتريفوژ» است.در مطلبي که از پي مي آيد، مولف کو ...

نيروگاه اتمي بررسي شده در اين مقاله داراي ۲ رآكتور است كه ضخامت جداره فولادي هريك۲۰ سانتيمتر، قطر۴ ۸ و ارتفاع آنها۱۲ ۸ متر است. اين راكتورها درون سيلو ...

دانلود نسخه PDF - اورانيوم