دانلود جزوه انتقال حرارت هسته ای | 20 میشم

جزوه انتقال حرارت هسته ای

 

انتقال حرارت هسته ای

فایل مورد نظردر قالب pdf  با حجم 2.3 مگابایت می باشد. دوستان گرامی و دانشجویان ارجمند و عزیز در صورت تمایل می توانید این فایل بسیار با ارزش را به صورت مستقیم از سایت بیست میشم تهیه بفرمائید.

دانلود جزوه انتقال حرارت هسته ای | 20 میشم

انرژی هسته‌ای چیست؟

دانلود جزوه انتقال حرارت هسته ای | 20 میشم بیان میکند اگر در گذشته بحران غذا و یا بحران آب آشامیدنی حیات بشر را به خطر می‌انداخت، امروزه کارشناسان بر این اعتقادند که بحران‌آینده که حیات بشریت را تهدید می‌کند، بحران انرژی است

انتقال حرارت هسته ای

 

 

دانلود جزوه انتقال حرارت هسته ای | 20 میشم

 

اورانیوم و نقش آن در نیروگاه هسته‌ای

هسته اتم از ذراتی به نام “پروتون” و “نوترون” تشکیل شده است. پروتون بارالکتریکی مثبت دارد و مقدار آن برابر با بار منفی الکترون است در حالی که نوترون دارای بار الکترویکی نیست و به عبارت دیگر خنثی است.

پروتون‌ها و نوترون‌ها به وسیله نوعی انرژی اتصالی درکنار هم قرار گرفته، انرژی آزادشده به صورت حرارت مورد استفاده قرار می‌گیرد.

اورانیوم نیز ازعناصر سنگین به‌شمار می‌رود و دارای انرژی اتصالی بسیار زیادی است. مقدار انرژی آزاد شده هنگام شکافت هسته اورانیوم بسیار زیاد است و به این منظور، از اورانیوم برای سوخت راکتور اتمی استفاده می‌شود.

برای مقایسه، مقدار انرژی اورانیوم موجود درراکتور نیروگاه اتمی بوشهر (‪ ۸۰‬تن) برابر است با مقدار انرژی موجود در ‪ ۱۷‬میلیون بشکه نفت خام.

در مقیاس کوچک، انرژی حاصل از سوزاندن یک قرص سوخت ‪ ۱۲‬گرمی اورانیوم معادل انرژی حاصل از سوختن یک تن زغال سنگ، دو ونیم تن چوب و ‪ ۱۷‬هزار فوت مکعب گاز طبیعی است.

دانلود جزوه انتقال حرارت هسته ای | 20 میشم

در نیروگاه اتمی بوشهر، تعداد ‪ ۱۶۳‬مجتمع سوخت داخل محفظه تحت فشار راکتور قرار داده می‌شود که هسته مرکزی راکتور را تشکیل می‌دهد و حرارت ایجاد شده در نتیجه شکافت هسته، آب را به بخار تبدیل می‌کند و بخار حاصله توربین را به حرکت در می‌آورد و توربین مولد را می‌چرخاند و نیروی برق تولید می‌شود.

در اورانیوم که سوخت نیروگاه اتمی است، انرژی به صورت مهار شده وجود دارد. این انرژی پس از شکافت هسته آزاد شده، به شکل انرژی حرارتی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

این سووال برای برخی مطرح می‌شود که چگونه می‌توان یک هسته اتم را که بسیار کوچک تر از یک دانه شن است، شکافت؟

نوترون قادر به برخورد مستقیم با هسته اتم است و پس از جذب شدن به وسیله هسته اتم، آن را به دو قسمت تقسیم می‌کند. پاره‌های حاصل ازشکافت، با انرژی زیاد جدا شده،در نتیجه انرژی حرارتی آزاد می‌شود.

همچنین با شکافت هسته، حدود سه نوترون آزاد می‌شود که هر کدام می‌تواند هسته دیگری را بشکافند.

با ازدیاد نوترون، هسته‌های بیشتری شکافته شده، نوترون‌های بیشتری آزاد می‌شوند و در نتیجه، واکنش زنجیره‌ای آغاز می‌شود. هرچه‌تعداد هسته‌ای شکافته شده بیشتر باشد، به همان نسبت حرارت بیشتری آزاد می‌شود.

از حرارت تولید شده می‌توان برای تولید بخار و درنتیجه گردش توربین‌ها استفاده کرد.هنگام بهره برداری از یک نیروگاه اتمی، پسمان‌های پرتوزا به صورت گاز مایع و جامد به وجود می‌آیند.

 

 

جزوه انتقال حرارت هسته ای

دانلود جزوه انتقال حرارت هسته ای | 20 میشم

مهار پرتوهای هسته‌ای 

برای حفاظت محیط زیست بایستی مقدار مواد پرتوزایی که وارد محیط می‌شود، کمتر از مقدار تعیین شده باشد.

در نیروگاه اتمی، ساختمان راکتور و تاسیسات جانبی آن تحت کنترل هستند و مواد پرتوزا فقط در قسمت‌های کنترل شده تولید می‌شوند.

به منظور کاهش مقدار پرتوزایی، مواد گازی شکل مانند گازهایی که از آب خنک‌کننده مدار اول متصاعد می‌شوند ، آن را از فیلترهای زغالی گذرانده، یا این که برای مدت طولانی در ظروف مخصوص نگهداری می‌کنند. علت آن این است که گذشت زمان، اثر پرتوزایی را کاهش می‌دهد.

وقتی مقدارپرتوزایی این گازها از مقدار معینی کمتر باشد، آن‌ها را رقیق کرده،از طریق دودکش به فضا می‌فرستند و هوای آلوده به مواد پرتوزا در اتاق‌های قسمت تحت کنترل، بعد از این که توسط فیلترهای مخصوص تصفیه شد، به وسیله دودکش به فضا فرستاده می‌شود.

دانلود جزوه انتقال حرارت هسته ای | 20 میشم

مایعات زاید پرتوزا ، جمع آوری شده و به‌طور موقت نگه داری می‌شوند و در مرحله‌بعد، این مایعات تبخیرشده و مواد جامد پرتوزا به‌جای می‌ماند.آب تصفیه شده به دریا برگردانده می‌شود و با مواد به جای مانده، طبق قوانین وضع شده عمل می‌شود.

مواد پرتوزای جامد مانند، مجتمع‌های سوخت کارکرده را در داخل محفظه‌های ضد ضربه و ضد حریق از نیروگاه خارج می‌کنند. مواد جامد پرتوزای دیگر مانند فیلترها، پوشاک و وسایل نظافت در داخل بشکه‌هایی بسته بندی شده و طبق قوانین موجود با آن‌ها عمل می‌شود.

برای اطمینان یافتن از این که مقدار پرتوزایی تمام مواد خارج شده از قسمت تحت کنترل برای محیط زیست بی‌ضرر است، به طور دایم مقدار پرتوزایی مایعات، گازها و جامدات زاید اندازه‌گیری می‌شود.

در زمان بهره برداری از نیروگاه، محیط اطراف آن از نظر پرتوزایی، پیوسته کنترل می‌شود.

در برنامه ریزی، طراحی، احداث و بهره برداری نیروگاه‌های اتمی، به مسایل ایمنی توجه ویژه‌ای می‌شود.حصارها و سیستم‌های ایمنی خودکار حتی در زمانی که بزرگترین حادثه قابل پیش بینی اتفاق بیافتد، از بروز هر گونه اثر نامطلوب به روی کارکنان و محیط جلوگیری می‌کند.

از آغاز عملیات برنامه ریزی و طراحی، دانشمندان و متخصصان اطمینان حاصل می‌کنند که می‌توانند حتی نادرترین حادثه و عواقب مربوط به آن را کنترل کنند، مانند زمین لرزه و …

اجزای هر سیستم به طور منظم آزمایش می‌شوند تا از عملکرد صحیح آن اطمینان حاصل شود.نیروگاه اتمی در حال حاضر از ایمن‌ترین تاسیسات صنعتی است.

دانلود جزوه انتقال حرارت هسته ای | 20 میشم

حصار ایمنی در نیروگاه اتمی 

-درصد بسیاری از مواد پرتوزای تولید شده در اثر شکافت هسته در داخل شبکه کریستالی سوخت هسته‌ای باقی می‌ماند و حصار یک، درون حصار دو قرار دارد.

– لوله‌های ضد فشار و ضد نشت که از نوعی آلیاژ زیر کونیوم ساخته شده، قرص‌های سوخت را در برگرفته و از خروج مواد پرتوزای حاصله، ازشکافت هسته‌ای جلوگیری می‌کند.

– محفظه تحت فشار راکتور که از قطعات فولادی تهیه شده، حصاری تشکیل می‌دهد که در مقابل فشار حرارت و پرتو کاملا مقاوم است.

– حفاظ بیولوژیکی که بیشتر از یک متر ضخامت دارد و از بتن مسلح ساخته شده، حفاظی در مقابل پرتوهای خارج شده از محفظه تحت فشار راکتور می‌باشد.

– کره ایمنی فولادی تمام سیستم‌های هسته‌ای راکه حاوی مواد رادیو اکتیو است در بر می‌گیرد و این حفاظ حتی در زمان وقوع خطرناک‌ترین حوادث، از خروج مواد پرتوزا جلوگیری می‌کند.

– ساختمان راکتور که از بتن مسلح با ضخامت حدود دو متر ساخته شده است، حفاظی در مقابل عوامل خارجی محسوب می‌شود.

 

دانلود جزوه انتقال حرارت هسته ای | 20 میشم

 

میزان مجاز پرتو هسته‌ای

بر اساس قوانین وضع شده، مقدار پرتوی مجاز در مجاورت نیروگاه‌های اتمی حداکثر برابر با ‪ ۱/۵‬میلی زیورت نام دارد.

انسان، حیوانات و گیاهان همواره به طور طبیعی مقداری پرتو دریافت می‌کنند و این مقدار در ایران به طور متوسط در حدود ‪ ۱/۵‬میلی زیورت در سال است.

مقدار پرتو دریافتی از یک نیروگاه در مدت زمان یک سال بهره برداری، کمتر از یک درصد مقدار پرتو دریافت شده از طبیعت است.

در یک ساعت پرواز با هواپیما، مقدار پرتو دریافت شده، تقریبا برابر با مقدار پرتو دریافتی طی یک سال سکونت در نزدیکی نیروگاه اتمی است.

در پزشکی و به خصوص رادیوگرافی، از منابع پرتوزا استفاده می‌شود. همچنین تلویزیون و رنگ‌های شب نما مقداری پرتو ایجاد می‌کنند.

دانلود جزوه انتقال حرارت هسته ای | 20 میشم

انتقال حرارت هسته ای

شیوه جدید پیش روی بشر برای تولید برق و همجوشی هسته‌ای

واکنش شکافت هسته اتم باعث تولید گرما شده، از این گرما برای تولید بخار استفاده می‌شود.بخار تولید شده با چرخاندن پره‌های توربین، برق تولید می‌کند.

مدتی است که متخصصان این رشته به فکر ساخت راکتورهایی افتاده‌اند که در آن به جای شکافت هسته‌ای اتم (فیسیون)، از روش ترکیب اتم‌ها (فوزین یا همجوشی) استفاده می‌شود.این واکنش همان اتفاقی است که در خورشید و ستارگان می‌افتد و انرژی آن‌ها را تامین می‌کند.

تاکنون از این روش در بمب‌های هیدروژنی استفاده شده و با وجود پیشرفت‌های فنی، هنوز نیروگاه همجوشی ساخته نشده است. کشورهای آمریکا، فرانسه، روسیه، ژاپن و آلمان طراحی و ساخت یک نیروگاه همجوشی در خاک فرانسه را به نام “پروژه ایتر” (اینترنشنال ترمویا) آغاز کرده‌اند و امیدوارند که در دهه‌های بعد این نیروگاه‌ها جایگزین نیروگاه‌های فعلی شوند.

دانلود جزوه انتقال حرارت هسته ای | 20 میشم

انرژی همجوشی به عنوان یک منبع انرژی، با توجه به سوخت مورد مصرف در این فرآیند که تقریبا در دنیا بی‌پایان است، راهی برای فرار از بحران انرژی در سال‌های آینده محسوب می‌شود.

به علاوه، این انرژی از لحاظ زیست محیطی، کمترین آسیب را به طبیعت وارد می‌کند و همچون شکافت هسته‌ای، زباله‌هایی با عمر طولانی از خود به جای نمی‌گذارد.

در روش همجوشی، اتم‌های دوتریو و تریتیوم (دو ایزوتوپ هیدروژن) در شرایط مناسب با یکدیگر ترکیب شده، اتم سنگین‌تری به نام هلیوم تولید می‌کند.

در این فرآیند همچنین ذره نوترون و مقدار زیادی حرارت تولید می‌شود و از این حرارت برای گرم کردن آب و تبدیل آن به بخار استفاده می‌شود.

بخار تولید شده، پره‌های توربین را می‌چرخاند و در نهایت باعث تولید برق می‌شود.

 

جزوه انتقال حرارت هسته ای

دانلود جزوه انتقال حرارت هسته ای | 20 میشم

معاهده ان‌پی‌تی چیست؟

معاهده ان‌پی‌تی مشتمل بر 11ماده است که 3ماده آن بیشترین چالش را به‌دنبال داشته است.

بر اساس ماده4 حق تمامی کشورها برای توسعه فعالیت‌های صلح‌آمیز هسته‌ای به رسمیت شناخته شده و بر اساس ماده 6 نیز باید تمامی کشورهای دارنده سلاح هسته‌ای زمینه خلع سلاح را فراهم کنند و بر اساس ماده10 این معاهده نیز کشورها محق شناخته شده‌اند .

هرگاه که احساس کردند مفاد معاهده برخلاف منافع ملی شان است از آن خارج شوند. اهداف اصلی این معاهده چون خلع سلاح جهان، منع گسترش سلاح‌های هسته‌ای و استفاده صلح‌آمیز از انرژی هسته‌ای، به مرور زمان منحرف شده است.

دانلود جزوه انتقال حرارت هسته ای | 20 میشم

پادمان چیست؟

پادمان در فارسی به معنای نظارت و حراست کردن و اسم مصدری است که از ریشه فعل پاییدن گرفته شده‌است.

پادمان امروزه در اصطلاح به مقررات نظارتی آژانس بین‌المللی انرژی اتمی گفته می‌شود که شامل انواع بازرسی‌ها می‌شود.

از زمان تاسیس آژانس در سال۱۹۵۷، سامانه پادمان‌های آن به‌عنوان ابزار ضروری عدم تکثیر سلاح‌های هسته‌ای و همکاری صلح‌آمیز هسته‌ای عمل کرده‌است.

پیمان منع گسترش سلاح‌های هسته‌ای (NPT) انعقاد موافقتنامه‌های پادمانی (نظارتی) جامع با آژانس را توسط کشورهای عضو اجباری می‌داند.

تاکنون 3نوع الگوی پادمانی توسط آژانس مورد تصویب قرار گرفته ‌است؛ موافقتنامه پادمانی جامع معروف به سند ۱۵۳، موافقتنامه پادمانی۶۶ و پروتکل الحاقی۵۴۰.

دانلود جزوه انتقال حرارت هسته ای | 20 میشم

 

 

اورانیوم چیست؟

اورانیوم سنگین‌ترین عنصر رادیو اکتیو با نیمه عمر بالا در طبیعت و ماده اصلی در فعالیت‌های هسته‌ای است که پس از انجام فعل و انفعالاتی که از آن به غنی‌سازی‌ یادمی‌کنند به سوخت هسته‌ای تبدیل می‌شود. در هسته این عنصر ۹۲پروتون با بار مثبت و ۱۴۳نوترون وجود دارد.

 

دانلود جزوه انتقال حرارت هسته ای | 20 میشم

یکی از مهم‌ترین خواص اورانیوم آن است که به ایزوتوپ‌های دیگر خود و عناصر دیگر تبدیل می‌شود.

اما اگر عناصر تجزیه‌شده را وزن کنیم، می‌بینیم که وزن مجموع آنها از وز ن اولیه کمتر است. این تفاوت وزن، ناشی از تولید جرمی است که بر اساس فرمول معروف اینشتین، انرژی عظیمی تولید می‌کند که همان انرژی هسته‌ای است.

 

 

 

دانلود جزوه انتقال حرارت هسته ای | 20 میشم

غنی‌سازی‌ چیست؟

برای استفاده از اجرام انرژی‌زا، باید اورانیوم تجزیه شود. اورانیومی که به‌خوبی تجزیه می‌شود، اورانیوم۲۳۵ است.

اما از هر هزار واحد اورانیوم موجود در طبیعت تنها 7واحد اورانیوم۲۳۵ است.

به این دلیل است که ما باید بتوانیم اورانیوم را غنی کنیم، یعنی درصد خلوص آن را به وسیله دستگاه‌های غنی‌کننده افزایش بدهیم. یکی از متدهای رایج برای غنی‌سازی‌ اورانیوم استفاده از سانتریفوژها است.

 

 

جزوه انتقال حرارت هسته ای

دانلود جزوه انتقال حرارت هسته ای | 20 میشم

سانتریفوژ چیست؟

سانتریفوژ دستگاه استوانه‌ای‌شکلی است که درست مثل توربین هواپیما پره‌هایی در وسط آن وجود دارد.

این پره‌ها در هر دقیقه بیش از صدهزار چرخش دارند.

در نتیجه این چرخش، اورانیوم سنگین روی دیواره آخری سانتریفوژ قرار می‌گیرد و اورانیوم۲۳۵ در کنار آن می‌نشیند. باید هزاران سانتریفوژ در کنار هم قرار بگیرند تا ما بتوانیم با کمک مجموعه آنها که به آبشار‌های سانتریفیوژ معروف هستند، اورانیوم را غنی کنیم. یعنی با یک یا چند سانتریفوژ نمی‌توان اورانیوم را غنی کرد.

 

 

 

دانلود جزوه انتقال حرارت هسته ای | 20 میشم

تفاوت رآکتورهای آب‌سبک و سنگین

رآکتورهای آب‌سبک با آب معمولی کار می‌کنند. هیدروژن آب معمولی از یک پروتون تشکیل شده است اما در هیدروژن آب‌سنگین یک پروتون و یک نوترون وجود دارد.

برای استفاده از رآکتورهای آب‌سبک، به اورانیوم غنی‌شده نیاز داریم اما در رآکتور آب‌سنگین از اورانیوم معمولی می‌شود استفاده کرد.

به این ترتیب، در عمل استفاده از رآکتور آب‌سنگین، که دولت ایران هم در پی آن است، نتیجه‌ای شبیه همان غنی‌سازی‌ اورانیوم را خواهد داشت.

 

 

جزوه انتقال حرارت هسته ای

دانلود جزوه انتقال حرارت هسته ای | 20 میشم

پلوتونیوم چیست؟

پلوتونیوم در طبیعت به صورت ماده معدنی وجود ندارد اما اگر ما یک نیروگاه برق اتمی را به کار بیندازیم و 30 روز پس از آغاز کار آن، سوختش را بیرون بیاوریم، می‌توانیم مقدار زیادی پلوتونیوم۲۳۹ از آن جدا کنیم و این پلوتونیوم آنقدر غنی است که می‌توان مستقیما از آن بمب اتمی درست کرد.

ظاهرا همین نکته است که آمریکا و متحدانش را نگران راه‌اندازی نیروگاه برق اتمی بوشهر کرده است.

 

 

 

دانلود جزوه انتقال حرارت هسته ای | 20 میشم

سوخت هسته‌ای چیست؟

سوخت هسته‌ای به موادی گفته می‌شود که می‌توان از آنها برای تولید انرژی هسته‌ای استفاده کرد.

تاکنون رایج‌ترین سوخت هسته‌ای مواد شکافت‌پذیر مانند اورانیوم و پلوتونیوم بوده‌اند. برخی مواد مانند دوتریوم و تریتیوم و هلیوم۳ که در فرایند همجوشی هسته‌ای به‌کار می‌روند نیز به‌عنوان سوخت هسته‌ای در نظر گرفته شده‌اند.

 

 

جزوه انتقال حرارت هسته ای

دانلود جزوه انتقال حرارت هسته ای | 20 میشم

آژانس بین‌المللی انرژی اتمی

آژانس بین‌المللی انرژی اتمی نهادی مستقل است که در سال۱۹۵۷ برای ترویج استفاده صلح‌آمیز و جلوگیری از استفاده نظامی، از انرژی هسته‌ای تاسیس شد.

پیشنهاد تاسیس این سازمان را دوایت آیزنهاور، رئیس‌جمهور آمریکا در سخنرانی خود در مجمع عمومی سازمان ملل متحد (که به سخنرانی اتم برای صلح معروف شد) در سال۱۹۵۳ مطرح کرد.

آژانس بین‌المللی انرژی اتمی از 3بخش مهم و عمده(کنفرانس عمومی، شورای حکام و دبیرخانه) تشکیل شده است.

کنفرانس عمومی بالاترین رکن و مجمع تصمیم‌گیرنده آژانس است که سالی یک‌بار تشکیل جلسه داده و مقر آن در وین است.

این رکن متشکل از نمایندگان همه دولت‌های عضو با یک حق رأی است و تصمیمات آن با اکثریت آرا اتخاذ می‌شود.از مهم‌ترین وظایف کنفرانس انتخاب اعضای شورای حکام، گزارش نحوه فعالیت‌های آژانس به سازمان ملل و انتخاب دبیرکل آژانس برای مدت 4 سال است.

شورای حکام از 2 گروه انتصابی و انتخابی تشکیل شده‌است.

 

جزوه انتقال حرارت هسته ای

دانلود جزوه انتقال حرارت هسته ای | 20 میشم

اعضای انتصابی (اعضای دائم) طبق اساسنامه شامل 10عضو از بین پیشرفته‌ترین دولت‌های عضو سازمان از حیث تکنولوژی هسته‌ای در هر منطقه است که توسط کنفرانس عمومی تعیین می‌شوند. اعضای انتخابی (غیردائم) 15عضو هستند که آنها نیز توسط کنفرانس عمومی انتخاب می‌شوند.

در سال1984 تعداد کشورهای شورای حکام به 35کشور افزایش یافت. مدت دوره‌های عضویت در شورای حکام 2سال است.

وجه‌تسمیه این شورا به حکام آن است که به این شورا اختیار حاکمیت و صدور حکم درباره فعالیت‌های هسته‌ای داده شده است.

دبیرخانه آژانس از تعدادی کارمند و یک دبیرکل در رأس آن تشکیل شده که برای یک دوره 4ساله به پیشنهاد شورای حکام و تایید کنفرانس عمومی انتخاب می‌شود.

دبیرکل دبیرخانه مسئولیت اداره امور جاری آژانس را برعهده دارد. هم اکنون یوکیا آمانو ژاپنی دبیرکل این نهاد بین‌المللی است.

 

 

دانلود جزوه انتقال حرارت هسته ای | 20 میشم

 

 

 

 

 

5,000 تومان – افزودن به سبد خرید نهایی کردن خرید مورد به سبد خرید اضافه شد