پایان نامه انرژی هسته ای

مقدمه

تصور امكان ادامه زندگي امروزه بشر بدون وجود برق غير قابل باور به نظر مي رسد . در جهان كنوني قطع كوتاه مدت جريان برق مي تواند لطمات جبران ناپذيري به روند زندگي وارد نمايد . از اين روي نياز انسان به جريان الكتريسيته با نياز به اكسيژن مقايسه
شده است .

افزايش جمعيت ، توسعه صنايع و كارخانجات و توليد روز افزون محصولاتي كه براي استفاده متكي به جريان الكتريسيته هستند .

توليد روز افزون برق را اجتناب ناپذير مي سازد . اين نياز در كشورهاي در حال توسعه به دليل تمايل به رفع وابستگي و ايجاد اشتغال نمود بيشتري پيدا مي نمايد .

توسعه فعاليت در بخش كشاورزي و صنعت مستلزم در اختيار داشتن نيروي الكتريسيته كافي است ، علاوه بر آن كه تامين برق مصرفي در بخش خانگي و شهري ( روشنايي معابر و امكان تفريحي ) كه هر روز گسترش مي يابد حجم زيادي از نيروي الكتريسيته را
طلب مي نمايد .

استفاده از سوخت هاي فسيلي ، نيروي آب و انرژي اتمي سه روش اصلي در توليد الكتريسيته در جهان محسوب مي شود و در كنار آن استفاده از نيروي باد و انرژي خورشيدي به عنوان روشهاي مكمل در برخي از كشورها سهم ناچيزي از توليد برق را به خود اختصاص مي دهد .

براساس آخرين آمارها 105 كشور از جمله جمهوري اسلامي ايران تمام يا بيش از 80 درصد انرژي الكتريكي مورد نياز خود را با استفاده از سوخت هاي فسيلي به دست
مي آورند . در مقابل تنها 28 كشور تمام يا بيش از 80 درصد انرژي الكتريسيته مورد نياز را با استفاده از نيروي آب ايجاد مي نمايد .

محدوديت منابع آبي يا عدم امكان احداث سد موجب گرديده تا تعداد كشورهاي كمتري از نيروي آب براي توليد برق بهره گيرند . در مقابل بيشترين سهم در توليد الكتريسيته به سوخت هاي فسيلي اختصاص داده شده است كه دسترسي به آن ساده تر به نظر مي رسد

به دنبال افزايش قيمت نفت از يك سو و كاهش تدريجي ذخاير نفتي از سوي ديگر و در كنار آن محدوديت منابع آبي برخي از كشورها كه به دنبال پيدا كردن منبع جايگزين براي توليد الكتريسيته بودند استفاده از انرژي اتمي را به عنوان بهترين راه براي به دست آوردن نيروي برق ارزان و مطمئن شناسايي نمودند .

براساس آخرين آمارها 31 كشور از انرژي اتمي به عنوان مولد بخشي از الكتريسيته مورد نياز خود اقدام مي نمايند .

• فصل اول

شكافتن اتم

به نظر عامة مردم موفقيت هاي برجسته سالهاي جنگ در زمينة فيزيك اتمي ( كه به ساختن بمب اتم و پديد آمدن نيروي اتمي انجاميد ) تا اندازة زيادي ساير پيشرفت هاي حاصله در علوم فيزيكي را تحت الشعاع قرار داد . البته صاحب نظران معاصر تنها از زاوية فيزيك اتمي به قضيه نگاه نمي كردند . با اين كه كشفيات جديد در مورد اتم بسيار جالب بود و جاذبة قابل ملاحظه اي داشت ، اما به طور كلي به آنها به عنوان پديده هايي مي نگريستند كه ارتباط چنداني با زندگي روزمرة مردم ندارند . واقعيت آن بود كه پيشرفت در جبهة وسيعي ( از جمله در زمينه هايي مانند تكنيك هاي استخراج فلزات و ژئوفيزيك ، هواشناسي و اقيانوس نگاري ) ، چه در سطح نظري و چه در سطح عملي ، در شرف وقوع بود .

پيشرفت هاي حاصله در دهة 1930

مطالعات كلاسيك در مورد الكتريسيته به جريان الكتريسيته در اجسام هادي مربوط
مي شد . اما با تحويل قرن بيستم ، وسايلي كه به جريان الكترونها بستگي داشتند ( نمونة آن لامپ ترميونيك اختراع جي . اي . فلمينگ است ) ، به طرز فزاينده اي اهميت يافتند . در اين زمينه پيشرفت عمده ، اختراع ميكروسكوپ الكتروني بود كه در آن شعاع الكتروني كه به طريقة الكترومغناطيسي متمركز شده ، جاي اشعة نور و عدسي هاي شيشه اي ميكروسكوپ  هاي معمولي را مي گيرد . اين ميكروسكوپ نقايصي دارد كه بعضاً غيرقابل اجتناب است ، اما قدرت درشت نمايي بسيار زياد آن نسبت به ميكروسكوپ معمولي باعث مي شود كه بتوان از اين عيوب چشم پوشيد .

نخستين ميكروسكوپ الكتروني در سال 1932 توسط « نول » M: Knoll و « روسكا »
E. Ruska در آلمان ساخته شد . در اين ميكروسكوپ شعاع الكتروني از ميان بخش
فوق العاده كوچكي از نمونة مورد مشاهده گذرانده شد . در سال 1932 يك ميكروسكوپ الكتروني كه تصوير كلي مورد نظر را به صورت تسلسلي از تصاوير جزيي به دست
مي داد ساخته شد كه بررسي شكل نمونه هاي ضخيم را ممكن كرد .

با پيچيده تر شدن وسايل الكتروني ، پيچيدگي مدار بندي مربوط به آن نيز افزايش يافت كه خود مشكلات خاصي در رابطه با ظرافت و كوچكي آن به وجود آورد . يكي از بهترين پيشرفت هاي حاصله ، اختراع مدار چاپي به وسيله « آيلر » P . Aister  در سال 1943 بود . در اين روش ، چنان كه از نام آن پيداست ، سيم كشي اجزاء عمدة مدار مورد نياز به شيوه معمول چاپ ، با استفاده از يك مركب هادي برق ، به صورت خطوط ظريفي كه بر يك صفحة عايق نشانده مي شوند ، صورت مي گيرد .

در دنياي علم و تكنولوژي اين نكته جا افتاده است كه اغلب ساليان متمادي به درازا
مي كشد تا اصول كشف شده به مرحلة عمل درآيد . رادار يكي از اين موارد است . مورد ديگر صفحة نمايش LCD « بلور مايع »  (Liquid Crystql)   است ، كه در نهايت به شكل هاي بسياري ـ مانند ساعت ديجيتال و دستگاه تلويزيون با صفحة مينياتور ـ عرضه شد و مردم با آن آشنا هستند . اصول اوليه آن وسيلة الكترو ـ اپيتكال ( الكتروني ـ بصري) در سال 1934 به وسيلة « درير » J.Dreyer در بريتانيا پرورانده و به روشني بيان شد . البته استفاده وسيع از آن تا پس از پايان جنگ ميسر نشد .

به طور كلي در تاريخ علم و تكنولوژي ، نقش شيمي تا اندازه اي دست كم گرفته شده و به نظر مي رسد كه دو دليل عمده در اين كار دخيل بوده است . نخست آن كه تعداد تركيبات خاص شيميايي حقيقتاً به ميليون ها مي رسد كه معدودي از آنها داراي اسامي شناخته شده و غيرعلمي هستند ، به طوري كه تعداد تركيبات آشنا براي مردم عادي ، بسيار كم است . از جمله نمونه هايي كه به ذهن خطور مي كنند ، ازون ، متان ، كلروفيل ، زاج ، دي ان . اي و كلروفرم را مي توان نام برد . اما خود شيمدانان بايد ضرورتاً به يك زبان فني ويژه پناه ببرند كه دقيقاً تعيين مي كند چگونه اتم هاي مختلف در مولكول يك مادة خاص مرتب
شده اند . اين موضوع مشكلات بزرگي را در سطح عامه كه با اين زبان آشنايي ندارند ، به وجود مي آورد . دليل دوم آن است كه شيمي علمي بسيار فراگير است . بدين ترتيب كه كمتر پيشرفتي است كه به نوعي حاوي روابط شيميايي نباشد . از اين رو بيشتر مردم در برابر اين دستاوردها شيمي را امري مهيا انگاشته ، توجه خود را به نوآوري علمي يا
فني اي كه در نهايت فراهم آمده معطوف مي كنند .

اكثر اختراعات جديد را صرفاً به واسطة زمينه هاي مي شناسند كه آن اختراعات باعث بسط و توسعه آنها شده اند ، ولي از وسايلي كه به كمك آنها اختراع تحقق يافته غافل مي مانند . اين نكته در مورد بسياري از پيشرفت هاي پزشكي دهة 1930 و 1940 صادق است . سولفوناميدها فقط به آن دليل ساخته شدند كه شيميدانان شركت اي . گ . فاربن از مهارت حرفه اي كافي براي ساختن مصنوعي ( سنتز ) تعداد بي شماري از موادي كه در طبيعت يافت نمي شوند ، برخوردار بودند . حتي پني سيلين ( يعني ماده اي كه بيشتر يك كشف بود تا يك اختراع ، زيرا يك توليد طبيعي است ) بدون مساعدت و كمك شيميدانان زبده چه در زمينه هاي تئوريك و چه در زمينه هاي كاربردي هرگز نمي توانست

پایان نامه انرژی هسته ای