تاسیسات انرژی هسته ای

 

استفاده از اورانیوم به شکل اکسید طبیعی آن به سال 79 میلادی بر می‌گردد، یعنی زمانی که این عنصر برای اضافه کردن رنگ زرد به سفال لعابدار استفاده شد کشف این عنصر در به شیمیدان آلمانی به نام "مارتین هنریچ کلاپرس" اختصاص داده شد که در سال 1789 اورانیوم را به صورت قسمتی از کانی که آن را پیت چابلند نامید، کشف شد. نام این عنصر را بر اساس سیاره اورانوس که هشت سال قبل از آن کشف شده بود برگزیده شد

در سال 1896 "هانری بکرل" فیزیکدان فرانسوی برای اولین بار به خاصیت رادیواکتیویته آن پی برد. در پروژه منهاتن نامهای توبلوری و اورلی برای اورانیوم طبیعی و اورانیوم غنی شده بکار برده شد. این اسامی هنوز نیز برای اورانیوم غنی شده و اورانیوم طبیعی بکار برده می شوند.

در آغاز قرن بیستم تفحص و جستجو برای یافتن معادن رادیو اکتیو در ایالات متحده آغاز شد. منابع رادیوم که حاوی کانی‌های اورانیوم نیز می‌بودند، برای استفاده آنها در رنگ ساعتهای شب‌نما و دیگر ابزار جستجو شدند. در طی جنگ جهانی دوم اورانیوم از نظر اهداف دفاعی اهمیت پیدا کرد. در سال 1943 کنگره ای را در کلرادو به منظور استفاده ارتش از قدرت اتمی در پروژه منهاتن (منهتن) تشکیل داد.

برای اطمینان از ذخایر کافی اورانیوم این کنگره  یو اس اتمیک انرجی1946 را ایجاد و کمیسیون انرژی اتمی را بوجود آورد. در دهه 1960 ملزومات ارتش تزلزل یافت و در اواخر سال 1970 دولت برنامه تهیه اورانیوم خود را کامل کرد. همزمان با همین مساله بازار دیگری بوجود آمد که درواقع همان کارخانه‌های نیروگاه‌های هسته‌ای اقتصادی بود.

 

فهرست مطالب

 

فصل اول: معرفی.. 1

پیش گفتار 1

خصوصیتهای قابل توجه 1

گونه‌های اورانیوم در صنعت 2

کاربردها 2

تاریخچه 3

ترکیبات 4

پیدایش. 4

تولید و توزیع 4

ایزوتوپها 5

هشدارها 5

استخراج اورانیوم 6

آسیاب كردن اورانیوم 7

از سنگ اورانیم تا بمب اتم 7

استخراج اورانیوم از معدن 7

فراوری 8

غنی سازی 9

راکتور هسته ای 9

باز فراوری 10

بمب پلوتونیومی 11

بمب پلوتونیومی 11

بمب اورانیومی 11

ساختار نیروگاه های اتمی 13

ایزوتوپ های اورانیوم 13

1- ماده سوخت: 15

2- نرم كننده ها: 15

3- میله های مهاركننده: 16

4- مواد خنك كننده یا انتقال دهنده انرژی حرارتی: 16

الف ) شکافت یا شکست اتمی : 17

.ب ) جوش یا گداخت اتمی : 17

طرز کار نیروگاه اتمی 17

نمونه عملی 17

ضایعات هسته‌ای 18

تعاریف و دسته بندی 18

منابع اصلی ضایعات هسته ای 18

صنایع 19

دفع پسماندهای هسته‌ای 19

کاربرد تابش‌های پرتوزا 21

انرژی هسته ای 22

مزایایی استفاده از انژری هسته ای 22

پزشکی هسته ای : 24

اسکن تیروئید 24

اسکن سستامیبی تکنیتیوم-۹۹ام 25

اسکن گالیم 25

اسکن موگا 25

اسکن‌های ریوی در پزشکی هسته‌ای 25

اسکن ریوی پرفیوژنی 25

اسکن ریوی تهویه‌ای 26

براکی‌تراپی 26

پرتودرمانی 26

پیشینه 26

پرتودرمانی نوین 26

پروتون‌درمانی 27

پرتودرمانی با یون کربن 27

درمان با گیراندازی نوترون بور 27

برق هسته ای 28

کاربردهای علوم و تکنولوژی هسته ای 28

برق هسته ای 28

دیدگاههای اقتصادی و زیست محیطی برق هسته ای 30

دیدگاه اقتصادی استفاده از برق هسته ای 30

کاربرد انرژی هسته ای در دسترسی به منابع آب : 35

کاربردهای کشاورزی: 35

کاربردهای صنعتی: 35

در صنعت کاربردها ی زیادی دارد از جمله مهمترین آنها عبارتند از: 35

انرژی هسته ای در پزشکی هسته ای و امور بهداشتی: 35

برتری انرژی هسته ای بر سایر انرژیها: 36

چرخه سوخت هسته ای از استخراج اورانیوم تا تولید انرژی 38

استخراج اورانیوم از معدن 38

کشورهای اصلی تولید کننده اورانیوم 39

فراوری: 40

غنی سازی: 40

هدف از غنی سازی تولید اورانیومی است که دارای درصد بالایی از ایزوتوپ U۲۳۵ باشد. 40

راکتور هسته ای: 42

بازفراوری: 43

بمب پلوتونیومی: 43

بمب اورانیومی: 44

غنی سازی اورانیوم 46

بمب هاى هسته اى 48

• بمب انفجار داخلى: بمب كثیف 51

مراحل انفجار داخلى 52

•بمب هیدروژنى 52

بمب نوترونى 53

ماده سوخت 54

نرم کننده‌ها 54

میله‌های مهارکننده 54

مواد خنک کننده یا انتقال دهنده انرژی حرارتی 54

طرز کار نیروگاه اتمی 55

رآکتور سریع خنک‌شده گازی 64

رآکتور سریع خنک‌شده فلز مایع 64

رآکتور دمای بسیار بالا 65

رآکتور تولیدکننده 65

اقسام 65

راکتور آبی فشرده 65

برخی سیستمهای معروف PWR 66

VVER 66

راکتور پیشرفته گاز سرد 66

راکتور تولیدکننده آب سبک 67

راکتور کندو 67

راکتور محصورسازی‌شده مغناطیسی 67

طرح‌های متفاوت 67

راکتور نمک گداخته 68

فصل دوم: آشنایی با تاسیسات هسته ای.. 69

مقدمه 69

پیشگفتار 70

تاریخچه 71

انرژی هسته ای از معدن تا نیروگاه 72

چرخه سوخت هسته‌ای: 74

روش‌های مختلف غنی‌سازی 75

انواع رآکتورهای گرمایی 76

انواع رآکتورهای گرمایی 78

مشخصات یک کند کننده خوب: 86

کاربردهای راکتورهای هسته‌ای 93

اجزای راکتور 96

ژنراتور 97

وظیفه سیستم‌های ایمنی در هنگام بروز احتمالی حادثه: 99

منابع اصلی ضایعات هسته‌ای 100

روشهای پردازش و دفع ضایعات هسته‌ای 100

فصل سوم:  جنگ هسته ای،زباله های صنایع جنگ افزارهای هسته ای.. 105

دفن و دفع فضولات پرتوزای ضعیف و متوسط 110

جنگ هسته ای: كابوس زیست محیطی 111

انفجار هسته ای 112

گرما و نور 112

بادها و صدای ناشی از انفجار 113

تابش هسته ای مستقیم 113

پالس الكترومغناطیسی 113

فروریزة رادیواكتیو 114

تركیب آسیبها 114

زمستان هسته ای 114

پیش بینی عوارض زمستان هسته ای 116

انرژی هسته ای: هزینه ها و سودها 117

نیروی هسته ای: نقاط قوت و ضعف 118

دورریزی زباله های پرتوزا 124

بهترین دادو ستدهای انرژی 126

تكثیر جنگ افزارهای هسته ای 128

رآكتورهای زایا 128

منابع 131