انرژی اتمی 22 ص

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 22

مقدمه

در حال حاضر انرژی اتمی یکی از منابع مهم انرژی بسیاری از کشورهای جهان است . با وجود این ، تا سالهای اخیر اکثر مردم دربارة آن بی اطلاع بودند در اواخر جنگ جهانی دوم زمانی که دو بمب اتمی بر روی شهرهای ناکازاکی و هیروشیما در ژاپن انداخته شد ، برای اولین بار مردم پی بر قدرت انرژی اتمی بردند. از آن زمان تا به امروز از انرژی اتمی فقط به منظور تولید نیرو استفاده شده است ، هرچند که سلاحهای اتمی متعددی در جهان وجود دارند.

جمعیت جهان با سرعت رو به افزایش است و مردم نیز مایلند سطح زندگی شان بهتر شود و توقعاتشان بیشتر شده است. این دو عامل دلیل نیاز روز افزون به انرژی است. این انرژی موارد استفاده های فراوان دارد ، از جمله راه انداختن ماشین آلات کارخانه ها ، تولید گرما و نیروی برق ، درحالی تقاضای جهانی انرژی رو به افزایش است ، منابع سوختهای فسیلی (زغال سنگ ، نفت و گاز ) در حال اتمام هستند. در حال حاضر ، سوختهای فسیلی تنها منابع اصلی تامین کنندة انرژی جهان هستند و باید به دنبال منابع دیگر انرژی بود ، یکی از منابع جایگزین که قبلا کشف شده است انرژی اتمی می باشد.

انرژی هسته ای

اولین استفاده از انرژی هسته ای در جنگ جهانی دوم بعمل آمد و از آن پس امکان تهیه انرژی مفید به مقیاس وسیع از این منبع مورد نظر بوده و از آن غالبا بعنوان پشتوانه ای در برابر مسئله اتمام منابع فسیلی انرژی یاد می شود. در عین حال که انرژی هسته ممکن است بر منابع فسیلی مزایایی ( از نظر آلوده تر کردن هوا ) داشته باشد استفاده از آن مستلزم یک تکنولوژی پیشرفته و پیش بینی های لازم برای مسائل ایمنی است . در استفاده از انرژی هسته ای حرارت حاصله از شکستن اتمها که تحت کنترل انجام می گیرد به مصرف تولید بخار می رسد. عمل شکستن اتمها و تولید حرارت در راکتورها انجام می گیرد که سوخت آنها اورانیوم (و یا توریم) است. حرارت سپس بوسیله یک یا چندین عامل واسطه که تحت فشارهای مختلف هستند به بخار تبدیل شده و توربینهای مولد برقی را می چرخانند. در راکتورهای معمولی که سوخت آنها اورانیوم 235 است مقدار کمی از سوخت ( در حدود یک درصد ) به پلوتونیوم تبدیل شده و در این تبدیل تفاوت به صورت انرژی آزاد می شود. این عمل سبب می شود که یک تن سوخت اورانیوم که در این راکتورها «سوخته» می شود معادل سوختن پنجاه هزار تن زغال سنگ الکتریسیته تولید کند. در حال حاضر حدود 16000 یعنی پنج درصد انرژی الکتریکی مصرفی در امریکا از انرژی هسته ای تولید می شود که راکتورهای فوق الذکر را بکار گرفته اند. این مقدار در حدود یک درصد انرژی کل مصرفی امریکا است . راکتورهای دیگری که در آن کشور تحت ساختمان هستند دارای ظرفیتی در حدود 54000 خواهد بود و مقدار 80000 دیگر نیز یا در مرحله طرح یا سفارش هستند بطوریکه در پایان اتمام آنها مجموعا 150000 الکتریسیته از انرژی هسته ای در آن کشور تهیه خواهد شد که تخمین زده می شود در سال 2000 قسمت قابل توجهی از انرژی الکتریکی امریکا را تامین کند. (مثلا 25 تا 30 درصد) . در انگلیس نیز حدس زده می شود تا اواخر قرن حاضر راکتورهای هسته ای تا حدود 25% الکتریسیته مورد احتیاج را که در آن موقع در حدود 40000 تخمین زده می شود تامین کند. گرچه به نظر می رسد که انرژی هسته ای ممکن است راه حل عمده ای برای بحران انرژی باشند . ولی باید توجه داشت که موفقیت عمده انرژی هسته ای می تواند در تولید انرژی الکتریکی بوده که فقط جزئی از انرژی لازم برای احتیاجات آینده است. و حتی تولید الکتریسیته به مقدار وافر از این منبع مستلزم پیمودن راهی است که کاملا کوبیده و صاف نشده است. بعلاوه علیرغم بوجود آمدن راکتورهای مولد مسئله سوخت اتمی لازم هنوز بطور کامل حل نشده است . دیگر اینکه تکنولوژی قادر باشد راکتورهای اتمی نوعی سم ایجاد کند . که نه از راه انشقاق (fissin) که در راکتورهای فعلی بکار می رود بلکه از راه Fuslan انرژی اتمی را آزاد کند. سوخت لازم (مثلا دیوتریوم) برای چنین راکتورهایی مقدار زیاد در طبیعت موجود است. علیرغم این اشکالات برای جایگزینی و تکمیل احتیاجات انرژی در عرض نیم قرن آینده شاید بتواند تا حدود بیست تا سی درصد مصرف انرژی الکتریکی را از انرژی هسته ای تامین کرد.

تاریخچه شناخت ماده

توماس ادیسون در سال 1879 لامپ الکتریکی را اختراع کرد و پس از آن طی ده سال که او کوشش خستگی ناپذیر موفق به اختراع بسیاری از وسایل تولید و توزیع برق گردید و از پرتو نبوغ فکری او تحولات و تغییرات شگرفی در زندگی و رفاه صدها میلیون نفر از مردم جهان پدید آمد.

شکافتن هسته و انرژی هسته ای

با توجه به اینکه در یک واکنش هسته ای تغییرات انرژی بسیار زیاد است . این مطلب مهم مورد تحقیق و بررسی قرار گرفت که اگر بتوان یک واکنش هسته ای تولید کرد که بتواند بخودی خود متوالیاً صورت بگیرد ، میتوان انرژی هایی میلیونها مرتبه بیشتر از انرژیهای حاصل از واکنشهای کنترل نشده ی دیگر را بدنبال داشته باشد کشف نشده بود تا اینکه در سال 1938 یک دانشمند شیمی آلمانی به نام « اتو هامن » با همکاری خویش «اشتراسمن» که روی اثر بمباران اتمهای اورانیوم توسط نوترون مطالعه می کردند انتظار داشتند که تشکیل ایزوتوپ منگینتر از اورانیوم هدف (6238 ) را مشاهده کنند ، ولی با کمال تعجب هامن دریافت که نمونه اورانیوم بمباران شده توسط نوترونها ایجاد اتمهای رادیواکتیو ، عنصری بسیار سبکتر یعنی باریم (A=146) نموده است . معمای این کشف بزودی توسط فیزیکدانهای آلمانی ( لیز مینز ، واترفریج ) روشن شد و هر دو نظر دادند که چنانچه هسته های 6238 نوترونی را شکار نمایند هسته مرکب حاصله ناپایدار بوده و به جای اینکه از خود ذرات آنها یا بتا صادر کند دفعتا پس از تقریبا ثانیه شکسته و به دو تکه یا فراگمان تقریبا مساوی تقسیم می شود و حدود دو تا سه نوترون نیز آزاد میگردند. یک چنین پدیده ای را فیسیون یا شکافت هسته ای می گویند. یک نمونه متداول از این واکنش هسته

اقتصاد انرژی هسته ای 14 ص

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 21

اقتصاد انرژی هسته ای

دغدغه اصلی جهان عادت کرده به مصرف انرژی، در دو دهه آینده، تولید انرژی و ساخت نیروگاه اتمی به عنوان تنها راه خروج از بحران انرژی در دهه های آینده است.

انرژی در جهان امروز یک عامل راهبردی است و اغلب کشورهای جهان به خصوص آنها که به دنبال اعمال اراده و قدرت خود بر دیگر کشورها می باشند از همین دریچه به مقوله انرژی می نگرند. همان طوری که این نگاه را می توانیم از زمان های گذشته یعنی دوران استعمار کهنه تا به امروز دنبال کنیم.در این میان کشور ما ایران، علاوه بر اینکه دارای ذخایر ویژه و عمده ای از منابع انرژی بخصوص نفت و گاز می باشد، در منطقه ای از جهان واقع است که یکی از اصلی ترین منابع انرژی در سطح جهان به شمار می رود. بنابراین با توجه به اینکه مقوله انرژی برای کشورهای سلطه طلب، نقش موتور محرکه اقتصاد و تولید ملی و تعیین کننده جایگاه آنها در نظام سرمایه داری جهان را دارد و همچنین تضمین کننده منافع و امنیت ملی آنها است، برای کشور ما نیز چگونگی سامان دهی به سیاستهای بخش انرژی، نقش کلیدی در فرآیند تحولات سیاسی، اجتماعی و اقتصادی را داراست و لذا ضروری است که برای انرژی و بخصوص نفت و گاز و به دنبال اینها انرژی هسته ای، برنامه و استراتژی اندیشیده و متناسب با شرایط واقعی موجود داخلی و جهانی داشته باشیم.نگرش استراتژیک دارای دو مشخصه میان رشته ای یا فرابخشی بودن (جامع بودن) و طولانی مدت بودن است، که در سایر نگرش ها اعم از نگرش اقتصادی و فنی صرف کمتر به آنها توجه می شود. در این نگرش منافع و مضرات بخش انرژی تنها در محدوده بخش مذکور مورد لحاظ قرار نمی گیرد بلکه در کل چارچوب نظام و با توجه به رعایت و حفظ امنیت ملی لحاظ می شود و منافع نظام اجتماعی را حداکثر و مضرات آن را به حداقل می رساند. البته باید توجه داشت که این نگرش لزوماً با نگرش های اقتصادی و فنی در تناقض نیست اما ممکن است سیاستهایی را بطلبد که از منظر اقتصادی صرف، غیراقتصادی انگاشته شود. در نگاه استراتژیک، بهینگی بلند مدت در سطح همه اجزاء نظام اجتماعی مورد توجه است، برعکس نگاه اقتصادی صرف که منافع کوتاه مدت و یک بعدی را در نظر می گیرد. این برنامه استراتژیک، باید از سویی با توجه به توانایی های واقعی همان بخش مورد نظر و از سوی دیگر در چارچوب استراتژیهای کلان کشور سامان پذیرد: یعنی در تعامل با سایر حوزه ها طراحی شود.با توجه به مقدمه فوق باید اذعان داشت که دغدغه اصلی جهان عادت کرده به مصرف انرژی، در دو دهه آینده، تولید انرژی و ساخت نیروگاه اتمی به عنوان تنها راه خروج از بحران انرژی در دهه های آینده است. در این بین از آن جا که ساخت یک نیروگاه اتمی اغلب علوم و فنون را به کار می گیرد، این کاربری به مفهوم توسعه و پیشرفت در همه علوم و فنون است. از طرفی هم می توان ادعا کرد که نیروگاه برق اتمی، اقتصادی ترین نیروگاهی است که امروز در دنیا احداث می شود که دلایل آن در ادامه بحث خواهد آمد. دلایل دیگری هم برای استفاده از نیروگاه اتمی برای تولید برق وجود دارد که از مهم ترین آنها می توان به پاکیزه بودن این روش، عدم تولید گاز گلخانه ای و دیگر آلاینده های زیست محیطی اشاره کرد. سوخت های فسیلی مانند ذغال سنگ، مقدار قابل توجهی از انواع آلاینده ها همانند ترکیبات کربن و گوگرد را وارد محیط زیست می سازند که برای سلامت انسان زیانبار است. از سوی دیگر با توجه به افزایش مصرف برق و پایان پذیر بودن منابع سوخت فسیلی به نظر می رسد استفاده از انرژی هسته ای بهترین گزینه موجود باشد.شاید هنوز افرادی هستند که ادعا می کنند با توجه به ذخایر نفت و گاز ایران، آیا ایران نیازی به انرژی هسته ای دارد یا خیر؟ پاسخ صحیح به این سؤال مستلزم مطالعه دقیق علمی است. این مطالعه به کمک یک سری نرم افزارهای خاص، هم در سازمان انرژی اتمی ایران و هم در دانشگاه صنعتی شریف انجام گرفته و این گونه نیست که براساس برداشت های عمومی و محدود گفته شود، مثلاً ما که این قدر گاز داریم چرا سراغ انرژی اتمی برویم؟ موضوع به این سادگی نیست، بلکه برای امکان سنجی و مطالعه همین موضوع تحت عنوان انرژی میکس یا ترکیب منابع انرژی نرم افزارهای بزرگ خاصی وجود دارد و این فرآیند تحت عنوان The merits of energy mix نام گذاری شده است؛ «یعنی فواید انرژی های ترکیبی». برهمین اساس هیچ کشوری سعی نمی کند از لحاظ استراتژیک، انرژی مورد نیازش را فقط از یک منبع تأمین کند، ولو آنکه در آن کشور به فراوانی یافت شود. مثلاً اگر در کشوری منابع آبی زیاد است، به این سمت نمی رود که انرژی برق خودش را فقط از آب تأمین کند، اما اینکه باید چه سهمی به انرژی میکس اختصاص داده شود نیاز به محاسباتی دارد که باید انجام شود. در ایران هم این محاسبات، سال های سال صورت گرفته و چیز جدیدی نیست. برای انجام این محاسبات باید پارامترهای متعددی در نظر گرفته شود که اکثر آنها متغیر است. مثلاً قیمت گاز طبیعی قیمتی متغیر است. و الان که نقش زیادی در سوخت جهانی ندارد، قیمت چندانی هم ندارد، اما گفته می شود در ۱۵ سال آینده، سهم قابل توجهی از سوخت را به خود اختصاص خواهد داد و مسلماً قیمت سوخت در آن شرایط با الان بسیار متفاوت خواهد بود؛ ضمن اینکه اگر همین الان این محاسبات انجام شود و ما تصمیم بگیریم مثلاً ۷۰۰۰ مگاوات برق از انرژی هسته ای تأمین کنیم، حتی اگر این کار به صورت فاینانس انجام شود دست کم ۱۲ سال طول خواهد کشید و این هم خود یک متغیر است. به هر حال یکی از سخت ترین کارها در پروژه های داخلی و خارجی همین بحث فاینانسینگ است. با ذکر چند پارامتر مؤثر در مورد ضرورت نیروگاه هسته ای از لحاظ اقتصادی می توان بحث را روشن تر نمود، البته همه پارامترها را باید به نرم افزار داد تا در مورد صرفه اقتصادی آن نظر بدهد.نخستین درس در اقتصاد انرژی در مورد Energy mix این است که فرق بین انرژی هسته ای و انرژی های کلاسیک، در سرمایه گذاری اولیه بالا و هزینه های پایین

بیست و چهارمین گردهمایی فصلی کمیته ملی انرژی

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 19

بیست و چهارمین گردهمایی فصلی کمیته ملی انرژیفرصتی تهدیدآمیز برای اقتصاد

تاثیر افزایش قیمت جهانی نفت خام بر سیاستهای انرژی کشور، موضوع نشست مهرماه کمیته ملی انرژی بود که در سالن شهید مطهری ساختمان معاونت انرژی پژوهشگاه نیرو برگزار شد.در این نشست که با حضور آقایان دکتر داود منظور از دفتر برنامه ریزی معاونت امور انرژی وزارت نیرو، دکتر مهدی عسلی، رئیس موسسه مطالعات بین المللی انرژی، دکتر حجت الله غنیمی فرد، قائم مقام معاون مدیرعامل در امور بین الملل شرکت نفت و مهندس سیدمحسن یحیوی، عضو کمیسیون انرژی مجلس شورای اسلامی ایران، همراه بود، خبرنگاران، مسئولان و صاحبنظران مسایل نفت و انرژی نیز حضور داشتند.آقای دکتر عسلی به عنوان سخنران نخست این نشست، به بحث درآمدهای مالیاتی دولت اشاره و آن را درجهت ایجاد امنیت در جامعه موثردانستند.وی افزود، امروز رابطه میان منابع مالی و دولتها به گونه ای شده است که بهترین شیوه خرج کردن منابع توسط دولتها انجام می شود. به عبارتی منابع باید به گونه ای توسط دولتها خرج شوند تا اختلالی در روند اقتصادی و بازار کار کشورشان ایجاد نشود.باتوجه به افزایش قیمت نفت در سطح جهان، مهمترین مسئله در بازارهای نفتی امروز، نقش اوپک درحل بحران نفت است. باید مطالعه شود که آیا اوپک طی چند سال اخیر به گونه ای عمل کرده است تا امروز قادر باشد به حل بحرانهای نفتی بپردازد؟ اما درهرحال افزایش قیمت نفت در جهان می تواند برای کشورها بویژه کشورمان هم فرصت تلقی شود و هم تهدید.دکتر منظور، گرداننده ویکی دیگر از سخنرانان این نشست طی سخنانی به چگونگی صرف درآمدهای نفتی اشاره کرده و چنین گفتند: ورود درآمدهای نفتی به کشور فرصتهایی را ایجاد می کند که می تواند به نوعی تشدیدکننده رانت خواری شود و یا در نظام مالی کشور اختلال ایجاد کند. بنابراین باید کاری کرد تا چنین درآمدهایی به خوبی جذب اقتصاد شود. به نظر می رسد باید درآمدهای ناشی از افزایش قیمت نفت درجهان را در توسعه صنایع بالادستی خود به کارگیریم.دکتر عسلی: اگر افزایش قیمت نفت را تهدیدی برای رشد اقتصادی کشورها بدانیم باید بگویم که تا مرز 10 درصد، تاثیر چندانی ندارد ولی اگر بیشتر باشد، کشورهای بزرگ مصرف کننده، با افزایش تولیدات خود، اثرات افزایش قیمت های جهانی نفت را خنثی می سازند. ایران و اوپک نیز برای جلوگیری از کاهش رشد اقتصادی کشورهای عضو می توانند به افزایش تقاضا برای نفت بپردازند و ظرفیت خود را متناسب با تقاضاها توسعه دهند. فراموش نکنیم که معمولا برای

انرژی خورشیدی

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 14

انرژی خورشیدی

در شرایط کنونی، تلاش در جهت خود کفایی و رفع وابستگی های تکنولوژی کشورمان، یکی از مبرمترین وظایف آحاد ملت ایران است و هر کس بنا به موقعیت خویش بایستی در این راستا گام بردارد. یکی از صنایع کشورمان که پیشرفت دیگر صنایع در گرو پیشرفت و توسعه آن است صنعت برق می باشد. نیروگاههای موجود تولید برق، از تکنولوژی بسیار بالایی برخوردارند، بطوریکه در حال حاضر طراحی و ساخت آنها در انحصار چند کشور خاص می باشد.

مصرف انرژی در جهان بطور سرسام آوری رو به ازدیاد است. بالا رفتن سطح زندگی مردم که با جانشین شدن انرژی مکانیکی به جای انرژی انسانی و حیوانی همراه بوده است از یکسو و ازدیاد جمعیت از سوی دیگر باعث بالا رفتن میزان مصرف انرژی شده اند. بشر مترقی امروز برای تولید آب آشامیدنی، برای تولید مواد غذایی و برای کلیه کارهای روزمره خود نیازمند استفاده از انرژی می باشد، بطوریکه بدون انرژی زندگی او کلاً مختل می گردد.

طبق برآوردهایی که دانشمندان نموده اند، از ابتدای خلقت تا سال 1852 میلادی، بشرمعادل 1015*2/1 کیلو وات ساعت و در فاصله 1852 تا 1952 نیز معادل 1015*2/1 کیلو وات ساعت انرژی مصرف نموده است.

پیش بینی می شود که در فاصله 1952 تا 2052 مصرف انرژی بشر به 1015*30 تا 1015*120 کیلو وات ساعت برسد. امروزه بین تقاضای انرژی و انرژی های در دسترس و قابل مهار هماهنگی وجود ندارد ودنیای امروز با این بحران بزرگ روبروست. آنچه مسلم استمنابع شناخته شده مورد استفاده بشر (نظیر ذغالسنگ، نفت، گاز و…) در صورتیکه کاملاً و صد درصد نیز قابل مهار و استخراج باشند، نمی توانند نیازهای آتی بشر باشند و دیری نخواهد پایید که این منابع نیز به اتمام خواهند رسید.

از سوی دیگر استفاده از این گونه انرژی ها با مشکلاتی توأم می باشد؛ مثلاً در مورد سوخت های هسته أی، امکان تبدیل آنها محدود بوده و همچنین استفاده از آنها تکنولوژی پیشرفته أی لازم دارد، بعلاوه از بین بردن فضولات آن نیز مشکلاتی ایجاد می کند

در مورد سوخت های فسیلی نیز استفاده مداوم از هر یک از آنها در دراز مدت ضمن داشتن مخاطره های محیط زیست هزینه های اقتصادی فزاینده أی به دنبال دارد.

منابع شناخته شده انرژی عبارتند از:

 1- سوخت های فسیلی 2- چوب و… 3- مواد غذایی 4- جریان های آبهای سطحی 5- باد 6- امواج دریا 7- جزر و مد 8- حرارت زیر پوسته زمین (ژئوترمال) 9-حرارت آب سطح دریا 10- واکنش های هسته أی 11- انرژی خورشیدی

که به بررسی انرژی خورشیدی می پردازیم:

انرژی خورشید:

منشأ بسیاری از انرژی ها، انرژی خورشید می باشد.

امروزه بیش از % 9/99 از مجموع انرژی هایی که به زمین منتقل می گردند از خورشید منشأ می گیرد که مقدار آن 1015*8/1 ترا وات است ( 1012 = Tera) ، انرژی حاصل از تابش خروشید که در هر روز به زمین می رسد 100000 برابر مقدرا انرژی تولید شده توسط کلیه نیروگاههای جهان است. بنابراین با توجه به تابش خورشید، کمبود بالقوه انرژی در جهان وجود ندارد و انرژی خورشید با مقداری معادل 20000 برابر مصرف کنونی بشر، به نظر می رسد که منبع مناسبی برای تأمین احتیاجات او باشد، بخصوص اینکه استفاه از آن هیچگونه آلودگی محیطی و حتی آلودگی حرارت بوجود نمی آورد.

کاربرد انرژی خورشیدی به عنوان یک منبع انرژی برای مصارف بزرگ از امیدهای آینده است. اشکال بزرگ در کاربرد انرژی خورشیدی، متمرکز نبودن، تناوبی بودن و ثابت نبودن مقدار تشعشع می باشد، که اگر بتوانیم وسیله أی جهت متمرکز کردن آن بسازیم، بطوریکه نوسانات آن تأثیر زیادی بر روی آن نگذارد به یک منبع انرژی بسیار بزرگ دست یافته ایم که تا قرن ها می توند تأ مین کننده نیاز انرژی بشر باشد. با توجه به وضع انرژی در جهان و رشد جمعیت و مصرف در جهان، اگر به طور هوشمندانه رفتار کنیم خواهیم دید که خورشید تنها منبع انرژی است که انرژی آن به وفور و به صورت رایگان و در همه ادوار در اختیار می باشد. بعلاوه اینکه در تبدیل انرژی خورشید مسائلی نظیر آلوده کردن محیط زیست وجود ندارد.

همانطور که قبلا ذکر شد، انرژی خورشیدی که درزمین می تواند مورد استفاده قرار گیرد، حدود بیست هزار برابر کل انرژی مورد مصرف فعلی بشر می باشد، اگر راندمان تبدیل انرژی خورشید به انرژی مورد نیاز بشر را تنها % 1 در نظر بگیریم، % 5/0 سطح کره زمین برای تقاضای کل انرژی بشر کافی خواهد بود.

بر طبق گزارش ERDA ( اداره کل تحقیقات و توسعه انرژی ) کل انرژی مورد نیاز آمریکا در سال 2020 از انرژی خورشید تأمین خواهد شد.

پس در می یابیم که استفاده از انرژی خورشید رشد چشمگیری خواهد داشت و در آینده بشر ناچار است که بیشتر نیاز خود را از انرژی خورشید تأمین کند، بطوریکه تا سال 2075 مقدرا % 50 تا % 75 نیاز کل بشر از انرژی خورشید تأمین خواهد شد.

با توجه به موقعیت جغرافیایی کشورمان، در می یابیم که ایران با تقریباً 3600 ساعت تابش خورشید در سال، یکی از غنی ترین ممالک در زمینه انرژی خورشیدی می باشد و می تواند ما را در بکارگیری این انرژی مخصوصاً در تولید برق یاری نماید.

انرژی هسته ای

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 20

انرژی هسته ای

استفاده اصلی از انرژی هسته‌ای، تولید انرژی الکتریسته است. این راهی ساده و کارآمد برای جوشاندن آب و ایجاد بخار برای راه‌اندازی توربین‌های مولد است. بدون راکتورهای موجود در نیروگاه‌های هسته‌ای، این نیروگاه‌ها شبیه دیگر نیروگاه‌ها زغال‌سنگی و سوختی می‌شود. انرژی هسته‌ای بهترین کاربرد برای تولید مقیاس متوسط یا بزرگی از انرژی الکتریکی به‌طور مداوم است. سوخت اینگونه ایستگاه‌ها را اوانیوم تشکیل می‌دهد.

چرخه سوخت هسته‌ای تعدادی عملیات صنعتی است که تولید الکتریسته را با اورانیوم در راکتورهای هسته‌ای ممکن می‌کند.

اورانیوم عنصری نسبتاً معمولی و عادی است که در تمام دنیا یافت می‌شود. این عنصر به‌صورت معدنی در بعضی از کشورها وجود دارد که حتماً باید قبل از مصرف به صورت سوخت در راکتورهای هسته‌ای، فرآوری شود.

الکتریسته با استفاده از گرمای تولید شده در راکتورهای هسته‌ای و با ایجاد بخار برای به‌کار انداختن توربین‌هایی که به مولد متصل‌اند تولید می‌شود.

سوختی که از راکتور خارج شده، بعداز این که به پایان عمر مفید خود رسید می‌تواند به عنوان سوختی جدید استفاده شود.

فعالیت‌های مختلفی که با تولید الکتریسیته از واکنش‌های هسته‌ای همراهند مرتبط به چرخه‌ سوخت هسته‌ای هستند. چرخه سوختی انرژی هسته‌ای با اورانیوم آغاز می‌شود و با انهدام پسمانده‌های هسته‌ای پایان می‌یابد. دوبار عمل‌آوری سوخت‌های خرج شده به مرحله‌های چرخه سوخت هسته‌ای شکلی صحیح می‌دهد.

اورانیوم

اورانیوم فلزی رادیواکتیو و پرتوزاست که در سراسر پوسته سخت زمین موجود است. این فلز حدوداً 500 بار از طلا فراوان‌تر و به اندازه قوطی حلبی معمولی و عادی است. اورانیوم اکنون به اندازه‌ای در صخره‌ها و خاک و زمین وجود دارد که در آب رودخانه‌ها، دریاها و اقیانوس‌ها موجود است. برای مثال این فلز با غلظتی در حدود 4 قسمت در هر میلیون (ppm4) در گرانیت وجود دارد که 60 درصد از کره زمین را شامل می‌شود، در کودها با غلظتی بالغ بر ppm400 و در ته‌مانده زغال‌سنگ با غلظتی بیش از ppm100 موجود است. اکثر رادیو اکتیویته مربوط به اورانیوم در طبیعت در حقیقت ناشی از معدن‌های دیگری است که با عملیات رادیواکتیو به وجود آمده‌اند و در هنگام استخراج از معدن و آسیاب کردن به جا مانده‌اند.

چند منطقه در سراسر دنیا وجود دارد که غلظت اورانیوم موجود در آنها به قدر کافی است که استخراج آن برای استفاده از نظر اقتصادی به صرفه و امکان‌پذیر است. این نوع مواد غلیظ، سنگ معدن یا کانه نامیده می‌شوند.

استخراج اورانیوم

هر دو نوع حفاری و تکنیک‌های موقعیتی برای کشف کردن اورانیوم به کار می‌روند، حفاری ممکن است به صورت زیرزمینی یا چال‌های باز و روی زمین انجام شود.

در کل، حفاری‌های روزمینی در جاهایی استفاده می‌شود که ذخیره معدنی نزدیک به سطح زمین و حفاری‌های زیرزمینی برای ذخیره‌های معدنی عمیق‌تر به کار می‌رود. به‌طور نمونه برای حفاری روزمینی بیشتر از 120 متر عمق، نیاز به گودال‌های بزرگی بر سطح زمین است؛ اندازه گودال‌ها باید بزرگتر از اندازه ذخیره معدنی باشد تا زمانی که دیواره‌های گودال محکم شوند تا مانع ریزش آنها شود. در نتیجه، تعداد موادی که باید به بیرون از معدن انتقال داده شود تا به کانه دسترسی پیدا کند زیاد است.

حفاری‌های زیرزمینی دارای خرابی و اخلال‌های کمتری در سطح زمین هستند و تعداد موادی که باید برای دسترسی به سنگ معدن یا کانه به بیرون از معدن انتقال داده شوند به‌طور قابل ملاحظه‌ای کمتر از حفاری نوع روزمینی است.

مقدار زیادی از اورانیوم جهانی از (ISL) (In Sitaleding) می‌آید. جایی که آب‌های اکسیژنه زیرزمینی در معدن‌های کانه‌ای پرمنفذ به گردش می‌افتند تا اورانیوم موجود در معدن را در خود حل کنند و آن را به سطح زمین آورند. (ISL) شاید با اسید رقیق یا با محلول‌های قلیایی همراه باشد تا اورانیوم را محلول نگهدارد، سپس اورانیوم در کارخانه‌های آسیاب‌سازی اورانیوم، از محلول خود جدا می‌شود.

در نتیجه انتخاب روش حفاری برای ته‌نشین کردن اورانیوم بستگی به جنس دیواره معدن کانه سنگ، امنیت و ملاحظات اقتصادی دارد.

در غالب معدن‌های زیرزمینی اورانیوم، پیشگیری‌های مخصوصی که شامل افزایش تهویه هوا می‌شود، لازم است تا از پرتوافشانی جلوگیری شود.

آسیاب کردن اورانیوم

محل آسیاب کردن معمولاً به معدن استخراج اورانیوم نزدیک است. بیشتر امکانات استخراجی شامل یک آسیاب می‌شود. هرچه جایی که معدن‌ها قرار دارند به هم نزدیک‌تر باشند یک آسیاب می‌تواند عمل آسیاب‌سازی چند معدن را انجام دهد. عمل آسیاب‌سازی اکسید اورانیوم غلیظی تولید می‌کند که از آسیاب حمل می‌شود. گاهی اوقات به این اکسیدها کیک زرد می‌گویند که شامل 80 درصد اورانیوم می‌باشد. سنگ معدن اصل شاید دارای چیزی در حدود 1/0 درصد اورانیوم باشد.

در یک آسیاب، اورانیوم با عمل سنگ‌شویی از سنگ‌های معدنی خرد شده جدا می‌شود که یا با اسید قوی و یا با محلول قلیایی قوی حل می‌شود و به صورت محلول در می‌آید. سپس اورانیوم با ته‌نشین کردن از محلول جدا می‌شود و بعداز خشک کردن و معمولاً حرارت دادن به صورت اشباع شده و غلیظ در استوانه‌های 200 لیتری بسته‌بندی می‌شود.

باقیمانده سنگ معدن که بیشتر شامل مواد پرتوزا و سنگ معدن می‌شود در محلی معین به دور از محیط معدن در امکانات مهندسی نگهداری می‌شود. (معمولاً در گودال‌هایی روی زمین).

پس‌مانده‌های دارای مواد رادیواکتیو عمری طولانی دارند و غلظت آنها کم خاصیتی سمی دارند. هرچند مقدار کلی عناصر پرتوزا کمتر از سنگ معدن اصلی است و نیمه عمر آنها کوتاه خواهد بود اما این مواد باید از محیط زیست دور بمانند.

تبدیل و تغییر

محلول آسیاب شده اورانیوم مستقیماً قابل استفاده به‌عنوان سوخت در راکتورهای هسته‌ای نیست. پردازش اضافی به غنی‌سازی اورانیوم مربوط است که برای تمام راکتورها لازم است.

این عمل اورانیوم را به نوع گازی تبدیل می‌کند و راه به‌دست آوردن آن تبدیل کردن به هگزا فلورید (Hexa Fluoride) است که در دمای نسبتاً پایین گاز است.

در وسیله‌ای تبدیل‌گر، اورانیوم به اورانیوم دی‌اکسید تبدیل می‌شود که در راکتورهایی که نیاز به اورانیوم غنی شده ندارند استفاده می‌شود.

بیشتر آنها بعداز آن که به هگزافلورید تبدیل شدند برای غنی‌سازی در کارخانه آماده هستند و در کانتینرهایی که از جنس فلز مقاوم و محکم است حمل می‌شوند. خطر اصلی این طبقه از چرخه سوختی اثر هیدروژن فلورید (Hydrogen Fluoride) است.

غنی سازی اورانیم

سنگ معدن اورانیوم موجود در طبیعت از دو ایزوتوپ ۲۳۵ به مقدار ۷/۰ درصد و اورانیوم ۲۳۸ به مقدار ۳/۹۹ درصد تشکیل شده است. سنگ معدن را ابتدا در اسید حل کرده و بعد از تخلیص فلز، اورانیوم را به صورت ترکیب با اتم فلئور (F) و به صورت مولکول اورانیوم هکزا فلوراید UF6 تبدیل می کنند که به حالت گازی است. سرعت متوسط مولکول های گازی با جرم مولکولی گاز نسبت عکس دارد این پدیده را گراهان در سال ۱۸۶۴ کشف کرد. از این پدیده که به نام دیفوزیون گازی مشهور است برای غنی سازی اورانیوم استفاده می کنند.در عمل اورانیوم هکزا فلوراید طبیعی گازی شکل را از ستون هایی که جدار آنها از اجسام متخلخل (خلل و فرج دار) درست شده است عبور می دهند. منافذ موجود در جسم متخلخل باید قدری بیشتر از شعاع اتمی یعنی در حدود ۵/۲ انگشترم (۰۰۰۰۰۰۰۲۵/۰ سانتیمتر) باشد. ضریب جداسازی متناسب با اختلاف جرم