چند توصیه مهم برای کاهش مصرف سوخت در ساختمان 81 ص

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 81

چند توصیه مهم برای کاهش مصرف سوخت در ساختمان

روشهای گوناگون بهینه سازی با توجه به ماهیت و کارآیی، دارای درصدهای متفاوتی در متوسط صرفه جویی مصرف سوخت می باشند. به عنوان مثال نوار درزگیر تا 5درصد و یا سیستم های کنترل هوشمند موتورخانه تا 40 درصد در کاهش مصرف سوخت موثر می باشند.

محمد میرزایی- کارشناس ارشد مکانیک،

  امیر حسین محمودی- کارشناس الکترونیک،

 تورج بطحایی- کارشناس مکانیک

در اقتصاد، ساختمان را  بخشی غیر مولد می نامند به عبارت دیگر سرمایه گذاری در این بخش صرف نظر از افزایش قیمت های کاذب آن، با عمر مفید ساختمان مستهلک می گردد. در حدود 40 درصد از مصرف انرژی کشور نیز به این بخش اختصاص یافته است. این در حالیست که بدلیل قیمت پائین انرژی، عدم وجود الگوی صحیح و فرهنگ مناسب مصرف آن، عدم رعایت استاندارد های لازم در زمان طراحی، اجرا و ساخت ساختمان و تأسیسات مربوطه، وجود مصالح ساختمانی نامرغوب و ... متوسط مصرف انرژی در این بخش چندین برابر متوسط جهانی آن  می باشد. بنابراین ضرورت بهینه سازی مصرف انرژی در بخش ساختمان بیش از پیش آشکار می گردد.با توجه به اهمیت ویژه موضوع و با تأسیس سازمان بهینه سازی مصرف سوخت کشور، طی چند سال گذشته پروژه های مختلفی در قالب طرحهای پایلوت و یا اجرای گسترده در سطح کشور انجام شده است.در مقاله حاضر، روشهای بهینه سازی مصرف سوخت و انرژی در ساختمان از زوایای مختلف مورد ارزیابی قرار می گیرد تا با مقایسه مزایای نسبی هریک، الگوی مناسبی برای انتخاب بهترین روش متناسب با شرایط و نوع کاربری ساختمان فراهم گردد.روشهای بهینه سازی مورد مقایسه عبارتند از: عایق کاری دیوارکف، مصالح بهینه سازی شده، عایق کاری حرارتی سیستمهای لوله کشی، آبگرمکن خورشیدی، بخاری کم مصرف، شیرترموستاتیک، پنجره دوجداره، مشعل پربازده سیستمهای کنترل هوشمند موتورخانه، نوار درزگیر، تنظیم مشعلهای موتورخانه، دمپردودکش، کاورکولرآبی، تعویض یا نصب عایق حرارتی دیگ و منابع آب گرم و ...

ارزیابی روشهای بهینه سازی مصرف سوخت در ساختمان:محورهای مقایسه روشهای مختلف بهینه سازی در این مقاله به دو دسته تقسیم می شوند:الف- موقعیت و جایگاه استفاده از روشهای بهینه سازی بر حسب شرایط ساختمان(در حال احداث یا مورد بهره برداری)ب- ارزیابی و بررسی مزیت های نسبی روشها با یکدیگر

موقعیت و جایگاه استفاده از روشهای بهینه سازی بر حسب شرایط ساختمان:منظور از شرایط ساختمان، وضعیت احداث یا بهره برداری آن می باشد. اجرای برخی از روشهای بهینه سازی مصرف سوخت تنها در مرحله احداث ساختمان توجیه دارد.  بعضی دیگر فقط در مرحله بهره برداری توجیه اقتصادی دارند و دسته ای از آنها نیز در هر دو وضعیت قابل اجرا می باشند.

روشهای بهینه سازی قابل استفاده در ساختمانهای در حال احداث: برخی از روشهای بهینه سازی تنها در ساختمانهای در حال احداث توجیه اجرایی دارند. مانند عایق کاری دیوار و کف، انتخاب مصالح مناسب، انتخاب عایق کاری مناسب سیستم لوله کشی ساختمان که می بایست در زمان ساخت ساختمان مورد توجه قرار گیرند. در این روشها با صرف هزینه کمی در هنگام ساخت ساختمان علاوه بر صرفه جویی در مصرف انرژی، آسایش حرارتی محیط زندگی را نیز افزایش می دهد.

روشهای بهینه سازی قابل استفاده در هنگام بهره برداری از ساختمان: برخی روشهای بهینه سازی هم در ساختمانهای در حال ساخت و هم در ساختمانهای ساخته شده و مورد بهره برداری قابل اجرا می باشند مانند شیر ترموستاتیک و پنجره دو جداره، آبگرمکن خورشیدی، مشعل پربازده، بخاریهای گازسوزکم مصرف و.. .البته اجرای برخی از این ایده ها در ساختمانهای مورد بهره برداری و در صورت جایگزینی با مصالح قبلی موجب پرت سرمایه گذاری اولیه می گردد و تجهیزات نصب شده قبلی غیر استفاده می گردند. به عنوان نمونه برای  نصب پنجره های دو جداره باید پنجره های قبلی را تعویض و محل نصب را مجددا تعمیر و تزئین نمود و برای نصب شیر ترموستاتیک می بایست شیرهای اولیه را که جزء سرمایه های ساختمان محسوب می شود کنار گذاشته و همچنین بدلیل زمان بر بودن عملیات نصب می بایست فصل مناسبی را جهت اجرای کار انتخاب نمود.

روشهای قابل اجرا در ساختمانهای در حال احداث و یا مورد بهره برداری: سومین گروه از ایده های بهینه سازی مصرف انرژی در ساختمانهای در حال احداث و مورد بهره برداری قابل استفاده بوده و اجرای آنها بدلیل عدم تعویض و جایگزینی با مصالح و روشهای قبلی موجب اتلاف سرمایه گذاری اولیه نگردیده و بعلاوه در تمامی فصول سال قابل اجرا بوده و بدلیل عدم نیاز به تغییرات مکانیکی ساکنین ساختمان را دچار مشکل نمی نمایند.برخی از این روشها عبارتند از :نوار درزگیر، سیستم کنترل هوشمند موتورخانه، تعویض و یا نصب عایق حرارتی دیگ و منبع آب گرم، تنظیم مشعل و استفاده از کاور برای کولر های آبی .

ارزیابی و بررسی مزیت های نسبی روشها با یکدیگر:هریک از روشهای بهینه سازی مصرف سوخت در بخش ساختمان دارای ویژگیهای خاصی می باشند که موجب بروز قابلیت های گوناگون می گردد.در این بخش سعی بر آن است تا حتی المقدور این موارد در جنبه های مختلف با یکدیگر مقایسه شوند.این موارد شامل :توجیه اقتصادی استفاده از روش در زمان احداث یا بهره برداری ساختمان، زمان اجرا روش و یا تعویض با تجهیزات قبلی، دوره مناسب اجرای طرح، مدت زمان موثر فرآیند بهینه سازی، پرت سرمایه گذاری اولیه در صورت تعویض با تجهیزات قبلی، متوسط درصد صرفه جویی، دوره بازگشت سرمایه، مشکلات پس از نصب، آسایش حرارتی ساکنین، عمر مفید روش، کاهش استهلاک تجهیزات، کنترل بهینه تجهیزات، کاهش هزینه سوخت مصرف کننده و کاهش(مستقیم- غیر مستقیم) هزینه انرژی الکتریکی می باشند.در ادامه روشهای مختلف بهینه سازی مصرف سوخت در ساختمان مورد مقایسه قرار گرفته اند. برای آشنایی بیشتر با عناوین مورد مقایسه، با ذکر مثال موارد توضیح داده می شود :

زمان اجرای روش متناسب با وضعیت کاربری ساختمان:روشهای عایق کاری کف و دیوار، استفاده از مصالح با ضریب انتقال حرارت مناسب و حتی پنجره دوجداره می بایست در زمان ساخت ساختمان اجرا شوند و منطقی و معقول نمی باشد که پس از ساخت ساختمان اقدام به اجرا و یا تعویض موارد نمود. در رابطه با کاور کولر آبی نیز حتماً می بایست پس از بهره برداری از ساختمان مورد استفاده قرارگیرد.در رابطه با سایر روشها مانند آب گرم کن خورشیدی، شیر ترموستاتیک، مشعل پر بازده، سیستم های کنترل  هوشمند موتورخانه و ... می توان در زمان ساخت یا هنگام بهره برداری از ساختمان این روشها را اجرا نمود.

نفر ساعت نصب و یا تعویض با سیستم قدیمی : عایق کاری حرارتی دیوار و کف یک ساختمان با مساحت بنای 1000 متر مربع حدوداً نیاز به 2000 نفر ساعت داشته و در مقایسه نصب سیستم کنترل هوشمند و یا بخاری کم مصرف دارای حداقل زمان اجرا و نصب می باشد.

زمان مناسب اجرای پروژه در حین بهره برداری : اجرای برخی از روشها که در مورد (زمان اجرا) به آنها اشاره شد هنگام بهره برداری از ساختمان توجیهی ندارد و یا اجرای برخی دیگر مانند آب گرمکن خورشیدی یا مشعل پر بازده و ... در 12 ماه سال امکان پذیر است. روشهایی مانند شیر ترموستاتیک و پنجره دوجداره نیز در فصل گرما و در زمانی که از سیستم گرمایش استفاده نمی شود قابل اجرا می باشد.

دوره موثر بهینه سازی مصرف سوخت : هر روش بهینه سازی مصرف سوخت بدلیل ماهیت کاربرد متناسب با نحوه عملکرد آن، دارای زمانی موثر برای بهینه سازی مصرف سوخت در طی سال می باشد. از آن جمله روشهایی مانند بخاری کم مصرف، کاور کولر آبی، شیر ترموستاتیک دریک دوره سرما (6 ماه) و برخی دیگر مانند پنجره دوجداره، نوار درزگیر، سیستم کنترل هوشمند موتورخانه در تمام سال(12 ماه) بهره وری و کارآیی صرفه جویی در مصرف سوخت را دارند.

بهینه سازی فرآیند سرمایش : در میان روشهای بهینه سازی مصرف سوخت برخی از آنها در دوره گرما (تابستان) و هنگام استفاده از سیستم های سرمایش نیز کارایی دارد از جمله این روشها پنجره دوجداره، نوار درزگیر، عایق کاری دیوار و کف، مصالح مناسب و عایق کاری سیستم های لوله کشی (در صورت وجود چیلر جذبی) می باشند.پرت سرمایه گذاری اولیه : برای اجرای بعضی از روشهای بهینه سازی مصرف سوخت و در ساختمانهایی که مورد بهره برداری می باشند،

نقش تقاطعات دارای دوربرگردان در کاهش مصرف سوخت و آلاینده 25 ص

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 25

عنوان:

نقش تقاطعات دارای دوربرگردان

در کاهش مصرف سوخت و آلاینده

استاد:

جناب آقای مهندس گل

دانشجو:

آرش یلقی ـ محمد کر

بهار 85

نقش تقاطعات دارای دوربرگردان در کاهش مصرف سوخت و آلاینده

مقدمه

در جوامع امروز بشری همراه با رشد جمعیت، افزایش وسایل نقلیه و نیاز به جابجایی افراد و تبادل کالا، اهمیت و نقش کلیدی فراهم نمودن تسهیلات سریع و ایمن حمل و نقل بیش از پیش احساس می‌شود. طراحی مناسب شبکه معابر شهری و جاده‌ها می‌تواند نقش مهمی در رفع این نیاز ایفا کند. در دستیابی به یک سیستم حمل و نقل سریع و ایمن، سه عامل مهم استفاده کننده از سیستم، وسیله نقلیه و جاده دخیل هستند که شناخت نقش و تاثیر هر کدام به تنهایی و ارتباط آنها با یکدیگر از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است.

طراحی راه به عنوان یکی از پارامترهای اصلی سیستم حمل و نقل، علاوه بر تامین خصوصیاتی نظیر ایمنی و سرعت باید در کاهش مصرف سوخت، کاستن آلودگی زیست محیطی و کاهش هزینه‌های ساخت و اجرا مخصوصاً در مناطق شهری نیز موثر باشد.

در کشور با توجه به عدم گستردگی خدمات و یکسان نبودن توزیع خدمات عمومی در سراسر کشور، ‌روند مهاجرت از مناطق دورافتاده به سمت شهرهای بزرگ همیشه در حال رشد بوده است. امروزه رشد سریع و روزافزون جمعیت در شهرهای بزرگ کشور و رشد حاشیه‌نشینی که هیچ تناسبی با امکانات شهری، خدمات عمومی و رفاهی و حتی معابر شهر ندارد، مشکلات فراوانی را برای شهرهای بزرگ پدید آورده است.

گسترش بی‌رویه شهرهای بزرگ و هجوم جمعیت جویای کار به این شهرها بعد دیگری از مشکلات فرهنگی ـ اجتماعی، یعنی مشکلات ترافیک و عبور و مرور در خیابان‌ها را پدیدار ساخته است.

گسترش بی‌رویه جمعیت در شهرهای بزرگ یک فرصت طلایی برای کارخانجات و صاحبان صنایع خودروسازی است که سیل تولید بی‌رویه خودرو را برای سود بیشتر به شهرهای بزرگ سرازیر می‌کند، غافل از این که این تولید و فروش بی‌رویه خودرو، معابر شهرها را تبدیل به یک کلاف سردرگم می‌نماید. علاوه بر این میلیون‌ها لیتر بنزین که جزو ثروت ملی است و باید برای نسل آینده در کارهای زیربنایی مصرف شود، بعضی از مواقع در خیابان‌ها فقط و فقط برای گردش‌های خیابانی مصرف می‌گردد. مبارزه‌ای که زندگی روزمره اجتماعی و فرهنگی شهروندان را درگیر خود نموده است و حتی بهداشت روانی و آرامش اعصاب شهروندان را نیز با مشکل مواجه نموده است.

مشکلات ترافیکی در شهرهای بزرگ روزانه هزاران ساعت از عمر شهروندان را می‌بلعند. منشاء این مشکلات، عوامل متعدیدی هستند. این عوامل قادرند که به تنهایی مرتب‌ترین شهرهای دنیا را به ضعیف‌ترین و بی‌نظم‌ترین شهرها تبدیل نماید. تعدادی از این عوامل که بر روی بسیاری از مسائل اچتماعی و فرهنگی و بهداشت روانی و حتی ترافیک اثر می‌گذارند، عبارتند از: رشد بی‌رویه و قارچ‌گونه شهرهای بزرگ، مهاجرت بی‌رویه و گسترش حاشیه‌نشینی، متمرکز بودن خدمات مورد نیاز مردم، تولید، فروش و استفاده بی‌رویه خودرو، عدم خروج خودروهای فرسوده.

وضعیت نامناسب رشد شهرها و عدم رشد خدمات عمومی و امکانات رفاهی،‌ باعث بروز ناهنجاری‌های اجتماعی بسیاری می‌گردد. این ناهنجاری‌ها در چند دهه اخیر مسوولان شهرهای بزرگ را وادار ساخته است تا در مورد توسعه اصولی و شکل‌دهی و برنامه‌ریزی توام با آینده‌نگری برای شهرها چاره‌ای بیاندیشند و از این رو طراحی و برنامه‌ریزی اصولی احداث شهرهای جدید در اطراف شهرهای بزرگ تبدیل به اصلی‌ترین تفکر مدیران شهری شده است.

طراحی و برنامه‌ریزی این شهرها، دو رکن مهم و اساسی داشت که عبارت بودند از: کاربری و ارتباطات.

ابتدایی‌ترین اصل احداث این شهرها از خدمات مهندسان مشاور شهرساز و مهندسان مشاور حمل و نقل و ترافیک آغاز می‌شد، که اثرات بسیار ارزنده‌ای را بجای می‌گذاشت. این مهم به مرور به فراموشی سپرده شد و تنها استفاده از یکی از مهندسان مشاور ـ مهندسان مشاور شهرساز‌ ـ در احداث شهرهای جدید مدنظر قرار گرفت و در بعضی از موارد از یک کارشناس معمولی ترافیکی هم برای خالی نبودن عریضه استفاده می‌گردید. با بروز چنین مساله‌ای از این پس باید منتظر نتایج پر از مشکل و رویدادهای معضل‌آفرین در آْینده آن شهرهای جدید، همانند شهرهای موجود باشیم که تمام کارهای توسعه و هدایت آنها فقط توسط یک گروه مشاور معمار و شهرساز صورت گرفته است.

پیشتر نیز بیان شد که مشکلات ترافیکی و معضلات رفت و آمد در شهرهای بزرگ، تمام جنبه‌های زندگی روزمره شهروندان را تحت‌الشعاع قرار داده است، ایجاد اضطراب و استرس در صف‌های طولانی خودروها پشت چراغ قرمز و وقت‌گیر بودن آن از جمله مسائلی است که حتی بر روی بهداشت روان و شرایط روحی شهروندان اثر منفی می‌گذارد که این فقط یکی از اثرات منفی معضلات ترافیکی است.

عمده مشکلات شهرهای بزرگ در مقوله رفت و آمد و ترافیک عبارتند از:

الف) تقاطع‌ها: وجود تقاطع‌ها در طول مسیر و شریان‌های ترافیکی یکی از عمده معضلات ترافبیکی است. بهترین تشبیهی که می‌توان در مورد این تقاطع‌ها بکار برد، این است که این تقاطع‌ها مانند شیرهای آبی هستند که در مقابل جریان آب قرار گرفته شود و آب به صورت منقطع عبور کند. وجود این تقاطع‌ها که در شریان‌ها و مسیرهای اصلی حکم مزاحم را دارند، باعث کاهش حجم عبور و مرور وسائل نقلیه عبوری می‌گردند.

چرخه سوخت هسته اى با فهرست 90 ص

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 92

فهرست

مقدمه ……………………………………………………………………1

غنی سازی اورانیوم با دیفوزیون گازی ………………………………………1

غنی سازی اورانیم از طریق میدان مغناطیسی …………………………………2

کاربردهای اورانیوم غنی شده ………………………………………………2

نحوه تولید سوخت پلوتونیوم رادیو اکتیو …………………………………… 3

دید کلی………………………………………………………………… 4

حالتهای برهمکنش …………………………………………………………4

چگونه یک بمب هسته ای بسازیم ؟ ………………………………………… 6

نگاه اجمالی: …………………………………………………………… 11

کاربرد انرژی هسته ای در تولید برق…………………………………………12 برتری انرژی هسته ای بر سایر انرژیها…………………………………… 13

انرژی هسته ای در پزشکی هسته ای و امور بهداشتی………………………… 13

کاربرد انرژی هسته ای در بخش دامپزشکی و دامپروری ………………………14

کاربرد انرژی هسته ای در دسترسی به منابع آب : ……………………………14

کاربرد انرژی هسته ای در بخش صنایع غذایی و کشاورزی : ………………… 14

آنچه باید بدانیم: ………………………………………………………… 15

اورانیوم …………………………………………………………………15

از بمب اتم بیشتر بدانیم ……………………………………………………17

بمبهای هسته ای چگونه ساخته میشوند؟ …………………………………… 18

اختراع بمب اتم ………………………………………………………… 19

استفاده مفید از همجوشی هسته‌ای: …………………………………… 21

چرخه سوخت هسته اى و اجزاى تشکیل دهنده آن …………………………… 25

استخراج …………………………………………………………………26

تبدیل اورانیوم ……………………………………………………………27

غنى سازى ……………………………………………………………… 27

بمب اورانیومى ……………………………………………………………28

راکتورهاى هسته اى ……………………………………………………… 29

بازپردازش ……………………………………………………………… 30

بمب پلوتونیوم ……………………………………………………………30

بمب اتمی …………………………………………………………………31

لیزه میتنر ( مادر انرژی اتمی)……………………………………………… 33

بمب هسته ای چگونه کار می‌کند؟…………………………………………… 34

طراحی بمب‌های هسته‌ای: ………………………………………………… 36

بمب‌ شکافت هسته‌ای :…………………………………………………… 36

بمب گداخت هسته‌ای : …………………………………………………… 36

بمب‌های شکافت هسته‌ای: ………………………………………………… 36

روش انفجار از داخل……………………………………………………… 38

بمب‌ گداخت هسته‌ای:………………………………………………………39

اثر بمب‌های هسته‌ای: ………………………………………………………40

زیانهای ناشی از انفجار بمب هسته‌ای عبارتند از : …………………………… 40

دید کلی ………………………………………………………………… 41

آیا می‌دانید که …………………………………………………………… 42

نحوه آزاد شدن انرژی هسته‌ای …………………………………………… 42

سوخت راکتورهای هسته‌ای ……………………………………………… 44

مزیتهای انرژی هسته‌ای بر سایر انرژیها …………………………………… 44

چرا سقف نیروگاه  های  اتمی گنبدی شکل است؟…………………………… 45

ساساکی! شجاع باش!…………………………………………………… 51

شمار تلفات انفجار نیروگاه چرنوبیل………………………………………… 72

دید کلی ………………………………………………………………… 73

ساختار نیروگاه اتمی ………………………………………………………74

طرز کار نیروگاه اتمی ………………………………………………………75

نمونه عملی ……………………………………………………………… 76

افشاگری افشاگر برنامه هسته ای تل آویو؛……………………………………77

ساختار نیروگاه های اتمی جهان …………………………………………… 81 ایزوتوپ های اورانیوم …………………………………………………… 82

ساختار نیروگاه اتمی ………………………………………………………83

غنی سازی اورانیم …………………………………………………………86

سالگرد این حادثه………………………………………………………… 87

مقدمه

سنگ معدن اورانیوم موجود در طبیعت از دو ایزوتوپ 235U به مقدار 0.7 درصد و 238U ‏به مقدار 3.99 درصد تشکیل شده است. سنگ معدن را ابتدا در اسید حل کرده و ‏بعد از تخلیص فلز ، اورانیوم را بصورت ترکیب با اتم فلوئور (9F ) و بصورت مولکول ‏اورانیوم هگزا فلوراید تبدیل می‌کنند که به حالت گازی است. سرعت متوسط ‏مولکولهای گازی با جرم مولکولی گاز نسبت عکس دارد.

غنی سازی اورانیوم با دیفوزیون گازی

گراهان در سال 1864 پدیده‌ای را کشف کرد که در آن سرعت متوسط مولکولهای ‏گاز با معکوس جرم مولکولی گاز متناسب بود. از این پدیده که به نام دیفوزیون ‏گازی مشهور است برای غنی سازی اورانیوم استفاده می‌کنند. در عمل اورانیوم ‏هگزا فلوراید طبیعی گازی شکل را از ستونهایی که جدار آنها از اجسام متخلخل ‏‏(خلل و فرج دار) درست شده است عبور می‌دهند. سوراخهای موجود در جسم ‏متخلخل باید قدری بیشتر از شعاع اتمی یعنی در حدود 2.5 آنگسترم (7-‏25x10 سانتیمتر) باشد

ضریب جداسازی متناسب با اختلاف جرم مولکولها است. روش غنی سازی ‏اورانیوم تقریبا مطابق همین اصولی است که در اینجا گفته شد. با وجود این ‏می‌توان به خوبی حدس زد که پرخرج ترین مرحله تهیه سوخت اتمی همین ‏مرحله غنی سازی ایزوتوپها است، زیرا از هر هزاران کیلو سنگ معدن اورانیوم ‏‏140 کیلوگرم اورانیوم طبیعی بدست می‌آید که فقط یک کیلوگرم 235U ‏خالص در آن وجود دارد. ‏

غنی سازی اورانیم از طریق میدان مغناطیسی

یکی از روشهای غنی سازی اورانیوم استفاده از میدان مغناطیسی بسیار قوی می‌باشد. در این روش ابتدا اورانیوم هگزا فلوئورید را حرارت می‌دهند تا تبخیر شود. از طریق تبخیر ، اتمهای اورانیوم و فلوئورید از هم تفکیک می‌شوند. در این حالت ، اتمهای اورانیوم را به میدان مغناطیسی بسیار قوی هدایت می‌کنند. میدان مغناطیسی بر هسته‌های باردار اورانیم نیرو وارد می کند ( این نیرو به نیروی لورنتس معروف می باشد) و اتمهای اورانیوم را از مسیر مستقیم خود منحرف می‌کند. اما هسته‌های سنگین اورانیم (238U ) نسبت به هسته‌های سبکتر (235U ) انحراف کمتری دارند و درنتیجه از این طریق می‌توان 235U را از اورانیوم طبیعی تفکیک کرد.

کاربردهای اورانیوم غنی شده

شرایطی ایجاد کرده اند که نسبت 235U به 238U را به 5 درصد می‌‏رساند. برای این کار و تخلیص کامل اورانیوم از سانتریفوژهای بسیار قوی

مقاله چرخه سوخت هسته ای چیست

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 3

چرخه سوخت هسته ای چیست؟اورانیومی که از زمین استخراج می شود، بلافاصله قابل استفاده در نیروگاههای تولید انرژی نیست. برای آنکه بتوان بیشترین بازده را از اورانیوم به دست آورد، فرآیندهای مختلفی روی سنگ معدن اورانیوم صورت می گیرد تا غلظت ایزوتوپ u-235 که قابل شکافت است، افزایش یابد.چرخه سوخت اورانیوم نسبت به سوخت های رایج دیگر، از جمله ذغال سنگ، نفت و گاز طبیعی، به مراتب پیچیده تر و متمایزتر است. چرخه سوخت اورانیوم را چرخه سوخت هسته ای نیز می گویند. چرخه سوخت هسته ای از دو بخش انتهای جلویی و انتهای عقبی ( front end , Back end ) تشکیل شده است. انتهای جلویی چرخه، مراحلی است که منجر به آماده سازی اورانیوم به عنوان سوخت رآکتور هسته ای می شود و شامل استخراج از معدن، آسیاب کردن، تبدیل، غنی سازی و تولید سوخت است.

اکتشاف و استخراجذخایر طبیعی اورانیوم، سنگ معدن اورانیوم است که براساس مقدار قابل استحصال از معدن محاسبه می شود. با تکنیک ها و روش های زمین شناسی، معدن اورانیوم شناسایی می شود و نمونه هایی از سنگ معدن به آزمایشگاه فرستاده می شود. در آنجا، محلولی از سنگ معدن تهیه می کنند و اورانیوم ته نشین شده را مورد بررسی قرار می دهند تا بفهمند چه مقدار اورانیوم را می توان از آن معدن استخراج کرد و چقدر هزینه می برد.اورانیوم موجود در طبیعت معمولاً از دو ایزوتوپ u-235 و u-238 تشکیل می شود که فراوانی آنها به ترتیب 71/0 درصد و 28/99 درصد است.هنگامی که معدن شناسایی شد، به سه روش می توان اورانیوم را استخراج کرد: استخراج از سطح زمین، استخراج ازمعادن زیرزمینی و تصفیه در معدن. دو روش نخست همانند دیگر روش های استخراج فلزات هستند، ولی در روش سوم که در ایالات متحده استفاده می شود، سنگ معدن در خود معدن تصفیه می شود و اورانیوم بدست می آید. سنگ معدن اورانیوم معمولا از اکسید اورانیوم (u3o8) تشکیل شده است و غلظت آن در سنگ معدن بین 05/0 تا 3/0 درصد تغییر می کند.البته این تنها منبع اورانیوم نیست. اورانیوم در برخی معادن فسفات با منشأ دریایی نیز وجود دارد که البته فراوانی بسیار کمی دارد، به طوری که حداکثر به 200 ذره در میلیون ذره می رسد. از آنجایی که این معادن فسفات مقادیر انبوهی تولید دارند، می توان اورانیوم را با قیمت معولی استحصال کرد.

آسیاب کردنپس از استخراج سنگ معدن، تکه سنگ ها به آسیاب فرستاده می شود تا خوب خرد شده، خرده سنگ هایی که با ابعاد یکسان تولید شود. اورانیوم توسط اسید سولفوریک از دیگر اتم ها جدا می شود، محلول غنی شده از اورانیوم تصفیه می شود و خشک می شود. محصول به دست آمده، کنستانتره جامد اورانیوم است که کیک زرد نامیده می شود.

تبدیل کیک زرد جامد است، ولی مرحله بعد ( غنی سازی ) از تکنولوژی بخصوصی بهره می برد که نیازمند حالت گازی است. بنابراین کنستانتره اکسید اورانیوم جامد طی فرآیندی شیمیایی به هگزافلورایداورانیوم ( UF6 ) تبدیل می شود. UF6 در دمای اتاق جامد است، ولی در دمایی نه چندان بالا به گاز تبدیل می شود.

غنی سازی برای ادامه یک واکنش زنجیره هسته ای در قلب یک رآکتور آب سبک، غلظت طبیعی اورانیوم 235 بسیار اندک است. برای آنکه UF6 به دست آمده در مرحله تبدیل، به عنوان سوخت هسته ای مورد استفاده قرار گیرد، باید ایزوتوپ قابل شکافت آن را غنی کرد. البته سطح غنی سازی بسته به کاربرد سوخت هسته ای متفاوت است. برای یک رآکتور آب سبک، سوختی با 5 درصد اورانیوم 235 مورد نیاز است؛ در حالی که در یک بمب اتمی، سوخت هسته ای باید حداقل 90 درصد غنی شده باشد. غنی سازی با استفاده از یک یا چند روش جداسازی ایزوتوپ های سنگین و سبک صورت می گیرد. در حال حاضر، دو روش رایج برای غنی سازی اورانیوم وجود دارد که عبارتند از انتشار گاز و سنتریفوژ گاز.در روش انتشار گازی ( دیفیوژن )، گاز طبیعی UF6 با فشار بالا از یک سری سدهای انتشاری عبور می کند. این سدها که غشاهای نیمه تراوا هستند، اتمهای سبک تر را با سرعت بیشتری عبور می دهند، در نتیجه UF6235 سریع تر از UF6238 عبور می کند. با تکرار این فرآیند در مراحل مختلف گازی نهایی به دست می آید که غلظت u235 بیشتری دارد. مهم ترین عیب این روش این است که جداسازی ایزوتوپ های سبک در هر مرحله نرخ نسبتاً پایینی دارد، لذا برای رسیدن به سطح غنی سازی مطلوب باید این فرآیند را به دفعات زیادی تکرار کرد که این، خود نیازمند امکانات زیاد و مصرف بالای انرژی الکتریکی است و به دنبال آن هزینه عملیات نیز بسیار افزایش خواهد یافت.در روش سانتریفور گاز، گاز UF6 طبیعی را به مخزن هایی استوایی تزریق می کنند و گاز را با سرعت بسیار زیادی می چرخانند. نیروی گریز از مرکز موجب می شود UF6235 که اندکی از UF6238 سبک تر است، از مولکول سنگین تر جدا شود.این فرآیند در مجموعه ای از مخزن ها صورت می گیرد و در نهایت، اورانیوم با سطح غنی شده مطلوب به دست می آید. هر چند روش سنتریفوژ گازی نیازمند تجهیزات گرانقیمتی است، هزینه انرژی آن نسبت به روش قبلی کمتر است. امروز فناوری های غنی سازی جدیدی نیز توسعه یافته است، که همگی بر پایه استفاده از لیزر پیشرفت کرده اند. این روش ها که روش جداسازی ایزوتوپ با لیزر بخار اتمی (AVLIS) و جداسازی ایزوتوپ با لیزر مولکولی (MLIS) نام دارند، می توانند مواد خام بیشتری رادر هر مرحله غنی کنند و سطح غنی سازی آنها نیز بالاتر است.

ساخت میله های سوختتولید میله سوخت، آخرین مرحله انتهای جلویی در چرخه سوخت هسته ای است. اورانیوم غنی شده که هنوز به شکل UF6 است، باید به پودر دی اکسید اورانیوم (UO2) تبدیل شود تا به عنوان سوخت هسته ای قابل استفاده باشد، پودر UO2 سپس فشرده می شود و به شکل قرص در می آید. قرص های در معرض حرارت با دمای بالا قرار می گیرند تا به قرص های سرامیکی تبدیل شوند. پس از طی چند فرآیند فیزیکی، قرص هایی سرامیکی با ابعاد یکسان حاصل می شود. حال، متناسب با طراحی رآکتور و نوع سوخت مورد نیاز، این قرص های کوچک را در دسته دسته کرده و در لوله ای بخصوص قرار می دهند. این لوله از آلیاژ بخصوصی ساخته شده است که در برابر خوردگی بسیار مقاوم است و در عین حال از رسانایی حرارتی بسیار بالایی برخوردار است. حال میله سوخت آماده شده است و برای استفاده در رآکتور به نیروگاه فرستاده می شود.

انتهای عقبی چرخه سوخت هسته ای: مدیریت زباله های هسته ایدر نیروگاه هسته ای هم مثل دیگر فعالیت های بشری، ضایعاتی تولید می شود که به دلیل حساسیت مضاعف زباله های رادیواکتیو، مدیریت زمان ضایعات باید تحت قوانین و محدودیت های خاصی صورت بگیرد. در هر هشت مگاوات ساعت انرژی الکتریکی تولید شده در نیروگاه هسته ای، 30 گرم زباله رادیواکتیو به وجود می آید. برای تولید همین مقدار برق با استفاده از زغال سنگ پر کیفیت، هشت هزار کیلوگرم دی اکسید کربن تولید می شود که در دما و فشار جو، 3 استخر المپیک را پر می کند. می بینید حجم زباله های رادیواکتیو بسیار کمتر است، ولی خطر آنها به مراتب بیشتر است و مراقبت از آنها به مراتب بیشتر است و مراقبت از آنها ضرورتی تر و دشوارتر. زباله های رادیواکتیو براساس مقدار و نوع ماده رادیواکتیو به 3 گروه تقسیم می شوند:

الف- سطح پایین: لباس حفاظتی، لوازم، تجهیزات و فیلترهایی که حاوی مواد رادیواکتیو با عمر کوتاه هستند. این ها نیازی به پوشش حفاظتی ندارند و معمولاً فشرده شده یا آتش زده می شوند و در چاله های کم عمق دفن شده و انبار می شوند.

ب- سطح متوسط: رزین ها، پس مانده های شیمیایی، پوشش میله سوخت و مواد نیروگاههای برق هسته ای جزو زباله های سطح متوسط طبقه بندی می شوند. اینها عموما عمر کوتاهی دارند، ولی نیاز به پوشش محافظ دارند. این زباله ها را می توان درون بتون قرار داد و در مخزن زباله ها گذاشت.

ج- سطح بالا: همان سوخت مصرف شده راکتورها است و نیاز به پوشش حفاظتی و سردسازی دارند. مراحل مدیریت این ضایعات عبارتند از:

انبارداری موقتیسوخت مصرف شده که از رآکتور خارج می شود، بسیار داغ و رادیواکتیو است و تشعشع و یونهای فراوانی را می تاباند. از این رو باید هم آن را سرد کرد و هم از تابیدن پرتوهای رادیواکتیو آن به محیط جلوگیری کرد. در کتار هر رآکتور، استخرهایی برای انبار کردن سوخت مصف شده وجود دارد. این استخرها، مخزن هایی بتونی مسلح به لایه های فولاد زنگ نزن هستند که 8 متر عمق دارند و پر از آب هستند. آب هم میله های سوخت مصرف شده را خنک می کند و هم به عنوان پوششی حفاظتی در برابر تابش رادیواکتیو عمل می کند. به مرور زمان، شدت گرما و تابش رادیواکتیو کاهش می یابد، به طوری که پس از چهل سال، به یک هزارم مقدار اولیه ( زمانی که از رآکتور خارج شده بود ) می رسد.

بازفرآوری انبارنهایی3 درصد سوخت مصرف شده در یک رآکتور آب سبک را ضایعات بسیار خطرناک رادیواکتیو است. این مواد را می توان با روش های شیمیایی از یکدیگر جدا کرد و اگر شرایط اقتصادی و قوانین حقوقی اجازه دهد، می توان سوخت مصرف شده را برای تهیه سوخت هسته ای جدید بازیافت کرد.کارخانه هایی در فرانسه و انگلستان وجود دارند که مرحله بازفرآوری سوخت نیروگاههای کشورهای اروپای و ژاپن را انجام می دهند. البته این کار در ایالات متحده ممنوع است.رایج ترین شیوه بازفرآوری، purex نام دارد که مخفف عبارت جداسازی اورانیوم و پلوتونیوم است. ابتدا میله های سوختی را از یکدیگر جدا می کنند و در اسید نیتریک حل می کنند؛ سپس با استفاده از مخلوطی از فسفات تری بوتیل و یک حلال هیدرو کربن، اورانیوم و پلوتونیوم مصرف نشده را جدا می کنند و به عنوان سوخت جدید به مراحل تهیه سوخت می فرستند. ضایعات هسته ای سطح بالا را پس از جدا سازی، حرارت می دهند تا به پودر تبدیل شود. پس از فرآیند که آهی کردن خوانده می شود، پودر را به شیشه مخلوط می کنند تا ضایعات را در محفظه ای محبوس کنند. این فرآیند شیشه سازی نام دارد. شیشه مایع برای ذخیره سازی درون محفظه هایی از جنس فولاد ضد زنگ قرار می گیرند و این محفظه ها را در منطقه ای پایدار ( از نظر جغرافیایی ) انبار می کنند. پس از یک هزار سال، شدت تابش های رادیواکتیو ضایعات هسته ای به مقدار طبیعی کاهش پیدا می کند. این نقطه تا به امروز، انتهای چرخه سوخت هسته ای است.

سوخت موشک و هواپیما 10ص

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 10

موشک

مقدمه

موشکهای فضایی مانند موشکهای آتش بازی عمل می‌کنند. سوخت با ماده‌ای به نام اکسنده که حاوی گاز تسریع کننده احتراق یعنی اکسیژن است، ترکیب می‌شود. آنگاه این ترکیب که یک پیشران محسوب می‌شود، می‌سوزد و گازهای داغی را تولید می‌کند، این گازها منبسط شده ، از طریق یک دماغه خارج و باعث می‌شوند موشک به طرف بالا حرکت کند. این واکنش برای اولین بار در قرن هفدهم توسط دانشمند انگلیسی ، اسحاق نیوتن ، در قانون سوم حرکتش بیان شد. او اظهار داشت که برای هر عملی (خروج گازها در اینجا) عکس العملی است مساوی و مخالف جهت آن (در اینجا ، حرکت موشک).

موشکهایی با سوخت پیشران جامد

سوختهای پیشران از یک نوع سوخت و یک اکسنده تشکیل شده‌اند. برای روشن شدن موشک ، کافی است یک جرقه کوچک سوخت پیشران آنرا آتش بزند. سوخت آتش گرفته تا آخرین قطره می‌سوزد. گازهای حاصل از سوخت پیشران را از طریق دماغه انتهایی موشک خارج می‌شوند. اولین موشکها را احتمالا در قرن یازدهم میلادی در کشور چین ساخته‌اند. آنها موشکهایی بودند که از سوخت پیشران جامد استفاده می‌کردند. سوخت موشک یک نوع باروت بود که از مخلوطی از نیترات پتاسیم ، زغال چوب و سولفور تشکیل شده بود.

موشکهایی که از سوخت پیشران جامد استفاده می کنند، اغلب به عنوان موشکهای تقویت کننده‌ای استفاده می‌شوند که نیروی اولیه موشکهای بزرگتر را تأمین می‌کنند. موشکهای بزرگتر خود از سوخت پیشران مایع استفاده می‌کنند. بزرگترین موشکهای مصرف کننده سوخت جامد با 45 متر ارتفاع جزء موشکهای تقویت کننده شاتل فضایی ایالات متحده محسوب می‌شوند. آنها حاوی 586500 کیلوگرم (2/1 میلیون پوند) سوخت پیشران هستند که بطور متوسط 13 میلیون تن (5/3 میلیون پوند نیرو) نیروی پیشران را تولید می‌کنند.

این موشکها را طوری طراحی کرده‌اند که بعد از اتمام سوخت و افتادن در دریا ، از دریا بیرون کشیده شده ، دوباره برای مأموریتهای بعدی سوختگیری می‌شوند. ساخت موشکهایی که از سوخت جامد استفاده می‌کنند چندان دشوار نیست. آنها مقدار زیادی نیروی پیشران را در یک مدت زمان کم تولید می‌کنند. تنها ایراد این نوع موشکها این است که بعد از روشن شدن به راحتی خاموش نمی شوند. به عبارت دیگر ، نمی‌توان آن را به آسانی تحت کنترل درآورد.

موشکهای با سوخت مایع

اکثر موشکهایی که از آنها در پروازهای فضایی استفاده می‌شود، از سوخت پیشران مایع بهره می برند. سوخت و اکسنده که در مخزنهای جداگانه‌ای نگهداری می‌شوند، هر دو مایع هستند. پمپهای قدرتمندی آنها را به محفظه احتراق می‌برند؛ در آنجا آنها باهم ترکیب شده ، شروع به تولید گازهای خروجی می‌کنند. گازهای مذکور نیز به نوبه خود از دماغه انتهایی موشک خارج می‌شوند. بعضی از موشکها از یک ماده قابل اشتعال سریع برای شروع احتراق استفاده می‌کنند. سوخت پیشران سایر موشکها هگام ترکیب سوخت و اکسنده شروع به احتراق می‌کند.

فرآیند احتراق پیشران مایع

اکسنده و سوخت باهم ترکیب می‌شوند و در محفظه احتراق شروع به سوختن می‌کنند. سپس گازهای خروجی حاصل از فرآیند احتراق از دماغه خارج و به عنوان نیروی پیشران ، موشک را به طرف جلو حرکت می‌دهند.

۲۳ نوامبر سال ۱۹۳۳ ــ نخستین موشک با سوخت مایع

برخلاف تصور عمومی نخستین موشک که با سوخت مایع حرکت می کرد ۲۳ نوامبر سال ۱۹۳۳ به دست دانشمندان شوروی ساخته و آزمایش شد ؛ درست ده سال پیش از این که آلمانی ها موشک بسازند.

در شوروی آن زمان که از انقلاب بلشویکی ۱۹۱۷ فاصله ای زیاد نگرفته بود ، به کسانی که اختراع و اکتشاف می کردند و از خود خلاقیت نشان می دادند و یا این که بازده بیشتری داشتند و نسبت به همنوع فداکاری از خود نشان می دادند عنوان « قهرمان سوسیالیست » ، « قهرمان خلق » و مدال مربوط داده می شد که دلگرمی و تشویق بزرگی بود و در همه ایجاد انگیزه به پیشبرد جامعه و خدمت عمومی می کرد که از دهه ۱۹۷۰ این تشویق هم که دریک جامعه سوسیالیستی کلید بسیاری از پیشرفتهاست به تدریج به صورت تشریفات و غیر واقعی (پاتی بازی و تحت تاثیر توصیه) در آمد و اهمیت خودرا از دست داد . در جوامع غیر سوسیالیستی ، عمدتا «پول » مشوق خلاقیت است .