پایان نامه انرژی هسته ای

مقدمه

تصور امکان ادامه زندگی امروزه بشر بدون وجود برق غیر قابل باور به نظر می رسد . در جهان کنونی قطع کوتاه مدت جریان برق می تواند لطمات جبران ناپذیری به روند زندگی وارد نماید . از این روی نیاز انسان به جریان الکتریسیته با نیاز به اکسیژن مقایسه
شده است .

افزایش جمعیت ، توسعه صنایع و کارخانجات و تولید روز افزون محصولاتی که برای استفاده متکی به جریان الکتریسیته هستند .

تولید روز افزون برق را اجتناب ناپذیر می سازد . این نیاز در کشورهای در حال توسعه به دلیل تمایل به رفع وابستگی و ایجاد اشتغال نمود بیشتری پیدا می نماید .

توسعه فعالیت در بخش کشاورزی و صنعت مستلزم در اختیار داشتن نیروی الکتریسیته کافی است ، علاوه بر آن که تامین برق مصرفی در بخش خانگی و شهری ( روشنایی معابر و امکان تفریحی ) که هر روز گسترش می یابد حجم زیادی از نیروی الکتریسیته را
طلب می نماید .

استفاده از سوخت های فسیلی ، نیروی آب و انرژی اتمی سه روش اصلی در تولید الکتریسیته در جهان محسوب می شود و در کنار آن استفاده از نیروی باد و انرژی خورشیدی به عنوان روشهای مکمل در برخی از کشورها سهم ناچیزی از تولید برق را به خود اختصاص می دهد .

براساس آخرین آمارها 105 کشور از جمله جمهوری اسلامی ایران تمام یا بیش از 80 درصد انرژی الکتریکی مورد نیاز خود را با استفاده از سوخت های فسیلی به دست
می آورند . در مقابل تنها 28 کشور تمام یا بیش از 80 درصد انرژی الکتریسیته مورد نیاز را با استفاده از نیروی آب ایجاد می نماید .

محدودیت منابع آبی یا عدم امکان احداث سد موجب گردیده تا تعداد کشورهای کمتری از نیروی آب برای تولید برق بهره گیرند . در مقابل بیشترین سهم در تولید الکتریسیته به سوخت های فسیلی اختصاص داده شده است که دسترسی به آن ساده تر به نظر می رسد

به دنبال افزایش قیمت نفت از یک سو و کاهش تدریجی ذخایر نفتی از سوی دیگر و در کنار آن محدودیت منابع آبی برخی از کشورها که به دنبال پیدا کردن منبع جایگزین برای تولید الکتریسیته بودند استفاده از انرژی اتمی را به عنوان بهترین راه برای به دست آوردن نیروی برق ارزان و مطمئن شناسایی نمودند .

براساس آخرین آمارها 31 کشور از انرژی اتمی به عنوان مولد بخشی از الکتریسیته مورد نیاز خود اقدام می نمایند .

فصل اول

شکافتن اتم

به نظر عامه مردم موفقیت های برجسته سالهای جنگ در زمینه فیزیک اتمی ( که به ساختن بمب اتم و پدید آمدن نیروی اتمی انجامید ) تا اندازه زیادی سایر پیشرفت های حاصله در علوم فیزیکی را تحت الشعاع قرار داد . البته صاحب نظران معاصر تنها از زاویه فیزیک اتمی به قضیه نگاه نمی کردند . با این که کشفیات جدید در مورد اتم بسیار جالب بود و جاذبه قابل ملاحظه ای داشت ، اما به طور کلی به آنها به عنوان پدیده هایی می نگریستند که ارتباط چندانی با زندگی روزمره مردم ندارند . واقعیت آن بود که پیشرفت در جبهه وسیعی ( از جمله در زمینه هایی مانند تکنیک های استخراج فلزات و ژئوفیزیک ، هواشناسی و اقیانوس نگاری ) ، چه در سطح نظری و چه در سطح عملی ، در شرف وقوع بود .

پیشرفت های حاصله در دهه 1930

مطالعات کلاسیک در مورد الکتریسیته به جریان الکتریسیته در اجسام هادی مربوط
می شد . اما با تحویل قرن بیستم ، وسایلی که به جریان الکترونها بستگی داشتند ( نمونه آن لامپ ترمیونیک اختراع جی . ای . فلمینگ است ) ، به طرز فزاینده ای اهمیت یافتند . در این زمینه پیشرفت عمده ، اختراع میکروسکوپ الکترونی بود که در آن شعاع الکترونی که به طریقه الکترومغناطیسی متمرکز شده ، جای اشعه نور و عدسی های شیشه ای میکروسکوپ  های معمولی را می گیرد . این میکروسکوپ نقایصی دارد که بعضاً غیرقابل اجتناب است ، اما قدرت درشت نمایی بسیار زیاد آن نسبت به میکروسکوپ معمولی باعث می شود که بتوان از این عیوب چشم پوشید .

نخستین میکروسکوپ الکترونی در سال 1932 توسط « نول » M: Knoll و « روسکا »
E. Ruska در آلمان ساخته شد . در این میکروسکوپ شعاع الکترونی از میان بخش
فوق العاده کوچکی از نمونه مورد مشاهده گذرانده شد . در سال 1932 یک میکروسکوپ الکترونی که تصویر کلی مورد نظر را به صورت تسلسلی از تصاویر جزیی به دست
می داد ساخته شد که بررسی شکل نمونه های ضخیم را ممکن کرد .

با پیچیده تر شدن وسایل الکترونی ، پیچیدگی مدار بندی مربوط به آن نیز افزایش یافت که خود مشکلات خاصی در رابطه با ظرافت و کوچکی آن به وجود آورد . یکی از بهترین پیشرفت های حاصله ، اختراع مدار چاپی به وسیله « آیلر » P . Aister  در سال 1943 بود . در این روش ، چنان که از نام آن پیداست ، سیم کشی اجزاء عمده مدار مورد نیاز به شیوه معمول چاپ ، با استفاده از یک مرکب هادی برق ، به صورت خطوط ظریفی که بر یک صفحه عایق نشانده می شوند ، صورت می گیرد .

در دنیای علم و تکنولوژی این نکته جا افتاده است که اغلب سالیان متمادی به درازا
می کشد تا اصول کشف شده به مرحله عمل درآید . رادار یکی از این موارد است . مورد دیگر صفحه نمایش LCD « بلور مایع »  (Liquid Crystql)   است ، که در نهایت به شکل های بسیاری مانند ساعت دیجیتال و دستگاه تلویزیون با صفحه مینیاتور عرضه شد و مردم با آن آشنا هستند . اصول اولیه آن وسیله الکترو اپیتکال ( الکترونی بصری) در سال 1934 به وسیله « دریر » J.Dreyer در بریتانیا پرورانده و به روشنی بیان شد . البته استفاده وسیع از آن تا پس از پایان جنگ میسر نشد .

به طور کلی در تاریخ علم و تکنولوژی ، نقش شیمی تا اندازه ای دست کم گرفته شده و به نظر می رسد که دو دلیل عمده در این کار دخیل بوده است . نخست آن که تعداد ترکیبات خاص شیمیایی حقیقتاً به میلیون ها می رسد که معدودی از آنها دارای اسامی شناخته شده و غیرعلمی هستند ، به طوری که تعداد ترکیبات آشنا برای مردم عادی ، بسیار کم است . از جمله نمونه هایی که به ذهن خطور می کنند ، ازون ، متان ، کلروفیل ، زاج ، دی ان . ای و کلروفرم را می توان نام برد . اما خود شیمدانان باید ضرورتاً به یک زبان فنی ویژه پناه ببرند که دقیقاً تعیین می کند چگونه اتم های مختلف در مولکول یک ماده خاص مرتب
شده اند . این موضوع مشکلات بزرگی را در سطح عامه که با این زبان آشنایی ندارند ، به وجود می آورد . دلیل دوم آن است که شیمی علمی بسیار فراگیر است . بدین ترتیب که کمتر پیشرفتی است که به نوعی حاوی روابط شیمیایی نباشد . از این رو بیشتر مردم در برابر این دستاوردها شیمی را امری مهیا انگاشته ، توجه خود را به نوآوری علمی یا
فنی ای که در نهایت فراهم آمده معطوف می کنند .

اکثر اختراعات جدید را صرفاً به واسطه زمینه های می شناسند که آن اختراعات باعث بسط و توسعه آنها شده اند ، ولی از وسایلی که به کمک آنها اختراع تحقق یافته غافل می مانند . این نکته در مورد بسیاری از پیشرفت های پزشکی دهه 1930 و 1940 صادق است . سولفونامیدها فقط به آن دلیل ساخته شدند که شیمیدانان شرکت ای . گ . فاربن از مهارت حرفه ای کافی برای ساختن مصنوعی ( سنتز ) تعداد بی شماری از موادی که در طبیعت یافت نمی شوند ، برخوردار بودند . حتی پنی سیلین ( یعنی ماده ای که بیشتر یک کشف بود تا یک اختراع ، زیرا یک تولید طبیعی است ) بدون مساعدت و کمک شیمیدانان زبده چه در زمینه های تئوریک و چه در زمینه های کاربردی هرگز نمی توانست استخراج و تولید شود این نکته در مورد کلیه داروها ، از آسپرین گرفته تا کورتیزون و از پاراستامول تا واکسنها صدق می کند . 

اردیبهشت 85

منابع :

کتاب :

1 – دانش پژوهان نوجوان – بخش : ( کاربرد انرژی ) جلد 9 – ناشر : شاپرک – مترجم : زهرا افلاکی سال انتشار 1378 .

2 – دانش نامه ی علوم ، جلد 3 ، ناشر : پیام آزادی – سال انتشار 1379 – مولف : قاسم قالی باف

3 – دنیای اتم – نویسنده : نیل آردلی – مترجم محمد رضا بهاری – انتشارات کانون پرورشی فکری کودکان و نوجوانان – سال انتشار 1377

4 – انرژی هسته ای – نویسنده : ایان گراهام – مترجم : مجید عمیق – انتشارات : دلهام – زمستان 83

5 – مجموعه ی علوم برای نوجوانان – نویسنده : تری جینگز – انتشارات فرهنگی قدس ( آستان قدس رضوی ) بخش ( الکتریسیته و مغناطیس )

6 – مقدمه ای بر فیزیک پزشکی – انتشارات معاونت فرهنگی آستان قدس رضوی – سال انتشار 1371

7 – طرح فیزیک رهاور – واحد 6 – هسته ی اتم – تالیف هولتون – رادرفورد – دالتون – مترجمان : احمدخواجه نصیر طوسی – هوشنگ شریف زاده

مجلات :

8 – مجله ی استعدادهای درخشان – سال دوازدهم شماره ی 3 – آذر 1382 – انتشارات کیهان – سردبیر : جواد ازه ای

9 – مجله ی استعدادهای درخشان – سال سوم شماره ی 10 – 24 دی 1370 – انتشارات کیهان – مدیر مسئول : امیر حسین فردی

10 – مجله ی استعدادهای درخشان – سال سوم شماره 2 – اردیبهشت 1370 – مدیر مسئول : سیف الله جاویدان

11 – ماهنامه ی رشد – دوره ی بیست و چهارم – آذر 1384 – مدیر مسئول : علیرضا حاجیان زاده

سایت های اینترنتی

12 – سایت گوگل http://www.google.com ( شبکه ی رشد شبکه ی ملی مدارس )

13 – سایت یاهو http:// www. Yahoo . com ( خبرگزاری مهر )

14 – سایت اتمیک http://www.Atomic.com

روزنامه :

15 – روزنامه ی خراسان

16 – روزنامه ی قدس