PDA

توجه ! این یک نسخه آرشیو شده میباشد و در این حالت شما عکسی را مشاهده نمیکنید برای مشاهده کامل متن و عکسها بر روی لینک مقابل کلیک کنید : آب سنگین



سید امیر بهادر
10-09-2009, 09:54 AM
آب سنگین،ویزگی ها و موارد مصرف آن

http://mkhajehpour.com/index.php?module=pagesetter&type=file&func=get&tid=4&fid=image&pid=15 (http://mkhajehpour.com/index.php?module=pagesetter&type=file&func=get&tid=4&fid=image&pid=15) آب سنگين چيست؟ آب سنگين، آبي است كه هيدروژن هاي آن دوتريوم يا ايزوتوپ سنگين هيدروژن است. اين آب در مقايسه با آب معمولي نقطه جوش و نقطه انجماد بالاتري دارد و ويسكوزيته يا چسبندگي آن بيشتر است.....

اب سنگين- چگونگي توليد و موارد مصرف آن



آب سنگين چيست؟
آب سنگين، آبي است كه هيدروژن هاي آن دوتريوم يا ايزوتوپ سنگين هيدروژن است. اين آب در مقايسه با آب معمولي نقطه جوش و نقطه انجماد بالاتري دارد و ويسكوزيته يا چسبندگي آن بيشتر است. هيدروژن داراي 2 ايزوتوپ پايدار H و D و يك ايزوتوپ ناپايدار و راديواكتيو T يا تريتيوم است. هسته ايزوتوپ معمولي هيدروژن داراي يك پروتون و هسته ايزوتوپ سنگين داراي يك پروتون و يك نوترون است. اين نوترون اضافي، هم سبب كاهش جذب نوترون توسط دوتريوم در آب سنگين مي شود و هم افزايش جرم آن را به همراه دارد. جرم ملكولي آب معمولي 18 و آب سنگين 20 است. در نتيجه يك ليتر آب سنگين داراي جرمي بيشتر از يك ليتر آب سبك است.
آب سنگين چگونه توليد مي شود؟
محققان براي اولين بار به طريق الكتروليز (برقکافت) به آب سنگين خالص دست يافتند. چون نقطه جوش آب سنگين بالاتر از آب معمولي است، براي توليد آن، از روش تبخير و تقطير هم استفاده مي شود. در تأسيسات توليد آب سنگين در اراك، طي مراحلي پيچيده از آب معمولي، آب سنگين به دست مي آيد كه درجه خلوص آن 99/8 درصد است. تفاوت جرم آب سنگين و آب سبك قابل ملاحظه است و تفاوت در نقاط جوش اين 2 نوع آب، امكان جداسازي آب سنگين و خالص سازي آن را تسهيل مي كند. از ميان هر 6400 تا 7000 ملكول آب معمولي، يك ملكول آب سنگين وجود دارد كه براي دستيابي به آن از طرق فيزيكي و شيميايي درجه خلوص آن را بالا مي برند ، تأسيسات توليد آب سنگين تاكنون فقط در 8 كشور وجود داشته است كه ما نهمين كشور هستيم.
کاربرد آب سنگین:
بيشترين استفاده ازآب سنگين درراكتورها است كه شامل هر2 راكتور تحقيقاتي و نيروگاهي می شود
نيروگاه هايي كه از انرژي شكافت اورانيوم استفاده مي كنند به 2 بخش نيروگاه آب سبك و آب سنگين تقسيم مي شوند. نيروگاه آب سبك داراي راكتور آب سبك و نيروگاه آب سنگين داراي راكتور آب سنگين است. سوخت نيروگاه هاي هسته اي، اورانيوم 238 و 235 است. اگر از اورانيوم 235 به عنوان سوخت هسته اي استفاده شود بايد درجه غناي آن از 7/ 0 درصد (كه در طبيعت وجود دارد) به 3 تا 5 درصد برسد تا جرم بحراني لازم براي شكافت را داشته باشد. درون يك راكتور هسته اي، اورانيوم توسط نوترون ها، بمباران مي شود. برخورد نوترون به هسته اتم اورانيوم، سبب شكست آن مي شود و در اثر اين شكست، انرژي و نوترون هاي اضافي به وجود مي آيد. نوترون هاي اضافي در يك واكنش زنجيره اي شركت مي كنند و باعث شكست ديگر اتم هاي اورانيوم مي شود. اگر اين نوترون هاي اضافي كنترل نشود، ورود آن ها به واكنش هاي زنجيره اي، سبب توليد انرژي بسيار زياد و در نتيجه انفجار در راكتور مي شود. از شكست هسته هر اتم اورانيوم معادل 200 ميليون الكترون ولت انرژي آزاد مي شود؛ بنابراين بايد از موادي كه جاذب نوترون هاي اضافي هستند و يا كندكننده ها، استفاده شود. در راكتورهاي آب سبك از اورانيوم 235 به عنوان سوخت و از آب سبك يا معمولي به عنوان كندكننده استفاده مي شود. در راكتورهاي آب سنگين، از اورانيوم معمولي يا 238 به عنوان سوخت و از آب سنگين براي كند كردن واكنش هاي زنجيره اي، بهره گرفته مي شود. اگر در راكتور آب سنگين، از آب معمولي استفاده كنيم تمامي نوترون هاي حاصل از شكافت، توسط آب جذب شده و واكنش زنجيره اي متوقف مي شود، درحالي كه آب سنگين توانايي كمي در جذب نوترون دارد. پس از شكست هسته اورانيوم 235 يا 238، انرژي به صورت گرمايي آزاد و اين انرژي توسط مواد خنك كننده و به منظور به حركت درآوردن توربين به خارج از راكتور منتقل مي شود. اين مواد خنك كننده مي تواند آب معمولي يا آب سنگين باشد كه پس از انتقال حرارت به بيرون از راكتور و خنك شدن، مجددا" به راكتور برمي گردد و اين فرآيند به صورت پيوسته، براي توليد برق، ادامه پيدا مي كند. بنابراين آب سنگين و آب سبك در راكتورها علاوه بر كندكنندگي، نقش خنك كنندگي هم دارند.
از آب سنگين براي توليد راديوايزوتوپ ها در صنعت، كشاورزي و پزشكي استفاده مي شود همچنين در راديوگرافي، نوترون تراپي و نوترون راديوگرافي از آن بهره برداري مي شود. علاوه براين ها، آب سنگين براي تشخيص نشت آب هاي زيرزميني يا نشت آب از سدها، كاربرد زيادي دارد. باتوجه به اين كه كشور ما داراي منابع بزرگي از اورانيوم طبيعي است، با توليد آب سنگين در اراك، مي توانيم راكتورهاي آب سنگيني بسازيم كه براي سوخت خود نيازي به كار دشوار و پرهزينه غني سازي اورانيوم ندارند. در تأسيسات اراك سالانه 16 تن آب سنگين توليد مي شود كه نه تنها در توليد برق از نيروگاه هاي آب سنگين كاربرد دارد، بلكه مصارف زيادي در پزشكي هسته اي دارد. همان طور كه ذكر شد از آب سنگين براي توليد راديوايزوتوپ ها و راديوداروها استفاده مي شود. راديوايزوتوپ ها در صنعت و كشاورزي كاربرد زيادي دارند. پروژه توليد آب سنگين در اراك به اندازه دستيابي به فرآيند غني سازي اورانيوم افتخارآفرين است.
به گفته دكتر نوراني متخصص پزشكي هسته اي اساس كار در دانش پزشكي هسته اي استفاده از راديوايزوتوپ ها و راديوداروها است و از آب سنگين مي توان به عنوان تارگت نوترون براي توليد اين مواد استفاده كرد. از پرتوداروها براي تشخيص و درمان بيماري هايي چون سرطان، تومورهاي خوش خيم و بدخيم، نارسايي هاي قلبي و عروقي استفاده مي شود. مثلا" در پت اسكن كه پيشرفته ترين تكنيك در پزشكي هسته اي است، گلوكز نشان دار يا FDG يا فلوئودين كاربرد بسيار زيادي دارد براي نشان دار كردن گلوكز از آب سنگين استفاده مي شود كه به عنوان مثال از FDG براي بررسي متابوليسم گلوكز و تشخيص تومورها در مغز بهره گيري مي شود.

باتوجه به اين كه واردات بعضي راديوايزوتوپ ها و راديوداروها از كشورهاي ديگر با مشكل مواجه است، توليد آب سنگين در كشور موفقيت بزرگي چه در عرصه توليد برق و چه در عرصه پزشكي و صنعت و كشاورزي محسوب مي شود.


آیا می دانید آب سنگین كه این روزها در صدر خبرها قرار گرفته است یعنی چه؟
آب سنگین یكی از مواد اصلی در راه اندازی راكتورهای تولید انرژی و تحقیقاتی موسوم به راكتورهای آب سنگین به شمار می رود.
واحد مركزی خبر در این باره ادامه می دهد: راكتورهای آب سنگین نیازی به اورانیوم غنی شده ندارد و از اكسید اورانیوم طبیعی به عنوان سوخت استفاده می كند.
این فرایند, نیاز به اورانیوم غنی شده را مرتفع می كند اما طراحی این راكتورها پیچیده و تولید آب سنگین نیز هزینه بر است.
بر اساس این گزارش آب سنگین از جدا سازی نوعی از مولكول های آب با غلظت ۱ در هر ۷۰۰۰ مولكول به دست می آید كه هیدروژن آن یك نوترون بیشتر از هیدروژن عادی دارد .
این نوترون اضافه موجب می شود تا عمل كند كنندگی نوترون های پر سرعت به اندازه ای برسد كه واكنش های زنجیره ای تولید انرژی از میله های سوخت آغاز شود در حالی كه در راكتورهای قدرت آب سبك , اورانیوم غنی شده درحد سه و نیم درصد و بیش از آن برای انجام واكنش مورد نیاز است.
در راكتورهای آب سنگین , این ماده وظیفه خنك كردن میله های سوخت , همزمان با كند كردن نوترون های پر انرژی را به عهده دارد.
با نزدیك شدن راكتور تحقیقاتی تهران , كه حدود چهل سال پیش و با قدرت ۵ مگاوات راه اندازی شده است , به پایان عمر كاری خودو نیاز روز افزون كشور به انواع رادیو ایزوتوپ های صنعتی و همچنین رادیو داروها , راكتور تحقیقاتی آب سنگین اراك با قدرت ۴۰ مگاوات طراحی و مكان آن در نزدیكی شهر خنداب در شمال غربی شهرستان اراك تعیین شد.
از آنجا كه این راكتور در زمان راه اندازی به مقدار زیادی آب سنگین نیازدارد مجتمع آب سنگین اراك همزمان با پی گیری ساخت ساختمان و راكتور آماده شد و به بهره برداری رسید تا بتواند نیاز راكتور را در زمان راه‌اندازی فراهم كند.
ساخت این تاسیسات همچنین موجب آموزش متخصصان و آشنایی شركت های داخلی با استاندارهای هسته ای می شود و می تواند راه را برای ساخت نیروگاه های قدرت آب سنگین در آینده فراهم كند

امین شریفی
10-09-2009, 11:13 AM
سلام امیر جان
خوش اومدی , بازهم از این کارا کن




http://diau.ir/forum/richedit/cliparts/The_Blacy!/victory.png