فروشگاه

توضیحات

نیروگاهها و رآکتورهای هسته ای

برنامه استفاده از انرژی هسته‌ برای تولید برق در ایران در سال ۱۳۵۳ آغاز شد و پس از مشکلات ناشی از جنگ تحمیلی، لزوم بازنگری برنامه های قبلی و مسائل اقتصادی که کشور ما با آن روبرو است دوباره در صدر برنامه های دولت قرار گرفته است. از طرف دیگر استفاده از انرژی هسته ای در جهان و ساخت نیروگاههای هسته ای در ۴۰ سال گذشته بطور پیوسته ادامه داشته و در حال حاضر ۱۷% از انرژی برق در جهان از انرژی هسته ای تأمین می شود. کشورهای در حال توسعه، چه آنهایی که منبع انرژی دیگری در اختیار ندارند و چه کشورهایی که همراه با منابع دیگر می خواهند از این تکنولوژی جدید نیز برای تولید انرژی برق استفاده کنند، با مسائل خاصی مواجه هستند.

 

۱۱۴صفحه فونت ۱۶ فایل ورد منابع  دارد قیمت:۹۹۰۰تومان

 

پس از پرداخت آنلاین میتوانید فایل کامل این پروژه را دانلود کنید

 اگر مطلب مورد نظر خود را در این سایت پیدا نکردید میتوانید از قسمت سفارش پروژه جدید کار تحقیقی خود را به ما سفارش دهید

فهرست مطالب مقدمه ۱ فصل اول: مبانی راکتورهای هسته ای بخش اول: فیزیک اتمی و هسته ای: اتم و هسته: ۵ ایزوتوپ ها: ۵ واکنشهای هسته ای ۶ واکنش زنجیره ای ۸ دسته بندی انواع راکتورها: ۹ چرخه نوترون در راکتورهای حرارتی: ۱۰ بخش دوم: اصول فیزیکی ساختمان راکتورهای هسته ای: تولید برق: ۱۳ راکتورهای برق هسته ای: ۱۶ راکتورهای آب سبک: ۱۷ راکتورهای آب تحت فشار ۲۱ راکتورهای آب جوشان: ۲۴ راکتورهای آب سنگین: ۲۵ راکتور کاندور: ۲۵ راکتور آب سنگین مولد بخار: ۲۶ راکتور کند شونده با گرافیت: ۲۶ راکتورهای ماگنوس: ۲۷ راکتور پیشرفت خنک شونده با گاز ۳۰ راکتورهای سریع زاینده: ۳۰ عنوان صفحه فصل دوم: مبانی نیروگاههای هسته ای: نیروگاه هسته ای: ۳۳ راکتور هسته ای: ۳۵ انرژی هسته ای: ۳۸ فصل سوم: کنترل راکتور بخش اول: اثرهای سیستم کنترل راکتور شکل زهر کنترل: ۴۲ سیستم های کنترل در راکتور ۴۷ بحرانی کردن راکتور ۴۹ بخش دوم: کارگردانی راکتورها زهرهای حاصل از شکافت: ۵۱ تشکیل محصولات شکافت: ۵۳ فصل چهارم: ایمنی هسته ای و حفاظت در برابر تابش: ایمنی هسته ای: ۵۵ حفاظت در برابر تابش ۵۶ فصل پنجم: مواد مورد نیاز در راکتورهای هسته ای: بخش اول: سوخت: اورانیوم: ۶۰ پلوتونیوم: ۶۰ بخش دوم: سوخت هسته ای: ۶۲ غنی سازی اورانیوم: ۶۲ عنوان صفحه آبشار ۶۳ فاکتور جداسازی: ۶۳ قدرت جداسازی: ۶۴ بخش سوم : روش های غنی‌سازی : ۶۵ روش الکترومغناطیسی: ۶۵ روش پخش گازی: ۶۶ روش سانتریفوژ: ۶۹ فرایند جت: ۷۰ روش غنی سازی با لیزر: ۷۱ هزینه غنی سازی: ۷۲ ذخایر جهانی اورانیوم: ۷۵ فصل آخر: نتیجه گیری منابع و مأخذ اصطلاحات انگلیسی

 

اتم و هسته:

اتمهای تمام عناصر که زمانی که تصور می شد ذرات بنیادی طبیعت باشند، متشکل از سه ذره بنیادی ترپروتون، نوترون، و الکترون اند. آرایش این ذرات در درون اتم، به ویژه تعداد پروتون ها و الکترون ها، ماهیت شیمیایی عنصر را تعیین می کند. اتم از هسته ای تشکیل شده است، که تمام پروتون های با بار مثبت و نوترون های بدون بار در آن گرد هم آمده اند، و تعدادی الکترون با بار منفی، در مدارهایی حول آن می‌چرخند.

ایزوتوپ ها:

اتمهایی که دارای عدد اتمی، Z، یکسان ولی عدد نوترونی متفاوت N می باشند، ایزوتوپ های عنصر با عدد اتمی z، نامیده می شوند، تمام عناصر دارای تعدادی ایزوتوپ هستند، و در مواردی این تعداد به ۲۰، یا بیشتر می رسد. عناصر طبیعی هر کدام دارای یک یا چند ایزوتوپ پایدار هستند که به طور طبیعی یافت می شوند و سایر ایزوتوپ ها که پرتوزا یا ناپایدار هستند را می توان به روشهای مصنوعی تولید کرد.

خواص شیمیایی ایزوتوپ های مختلف یک عنصر شبه هم است، که عجیب هم نیست زیرا پیوندهای شیمیایی بین الکترون ها برقرار اند.

به عنوان مثال علامت  ایزوتوپی از اکسیژن را نشان می دهد که هسته آن دارای ۸ پروتون و ۸ نوترون است. هستهآن دارای ۸ پروتون و ۸ نوترون است. هسته ایزوتوپ  دارای ۸ پروتون و ۹ نوترون است.

هیدروژن عنصر مهمی در مهندسی هسته ای است. هیدروژن طبیعی متشکل از دو ایزوتوپ، ۹۸۵ و ۹۹ درصد  و ۰۱۵/۰ درصد ، موسوم به هیدروژن سنگین یا دو تریم، است. ایزوتوپ سومی از هیدروژن به نام تریتیم هم وجود دارد که پرتوزاست.

واکنشهای هسته ای:

تعداد واکنشهای هسته ای ممکن بسیار زیاد است، اما فقط تعداد کمی از آنها مورد توجه ما هستند. این واکنشها توسط بر هم کنش ذرات سبک از قبیل نوترون ها، پروتون ها یا دوترون ها (هسته های دوتریم)، یا تابش گاما با هسته های اتمی پدید می آیند به عنون مثال، می توان واکنشی را در نظر گرفت که در مهندسی هسته از اهمیت زیادی برخوردار است و از بر هم کنش بین نوترون های انرژی- پایین و بور ۱۰ نتیجه می شود:

 

چهار قانون بنیادی بر کلیه واکنشهای هسته ای حاکم است:

۱- بقای نوکلئون ها. تعداد کل نوکلئون ها قبل و بعد از واکنش ثابت است.

۲- بقای بار الکتریکی، حاصل جمع بارهای کل ذرات قبل و بعد از واکنش یکسان است.

۳- بقای تکانه خطی، چون در حین انجام واکنش هیچ نیروی خارجی اعمال نمی‌شود، تکانه ذرات قبل و بعد از واکنش ثابت است.

۴- بقای جرم و انرژی، اصل انیشتین نافذ است، و هر اتلاف جرمی در طی واکنش توأم با آزاد شدن انرژی است، یا بالعکس. حاصل جمع جرم و انرژی قبل و بعد از واکنش ثابت است.

 

واکنش زنجیره ای و اصول رآکتورهای هسته ای:

دستیابی به دستگاهی که در آن یک واکنش کنترل شده و خود نگهدار شکافت زنجیره‌ای رخ بدهد، اولین شرط است، زیرا از این راه است که انرژی شکافت به صورت کنترل شده آزاد و مصرف می شود. دستگاهی که در آن واکنش زنجیره ای رخ می دهد رآکتور هسته ای نامیده می شود و بسته به نوع مواد ساختمانی آن و انرژی نوترون هایی که باهث شکافت می شوند، رآکتورها به انواع مختلفی تقسیم می شوند. بعضی راکتورهای هسته ای برای حصول به واکنش زنجیره ای نیازمند اورانیم سختی شده هستند، از این رو فرآیند های غنی سازی را به اختصار توضیح خواهم داد:

کار بست بهینه منابع اورانیوم جهان برای تولید انرژی، یکی از جنبه های مهم نیروی هسته ای است، و بررسی این موضوع، به تشریح انواع راکتورها و چرخه های سوخت، که باعث خواهند شد نه تنها اورانیوم، بلکه توریسم نیز به عنوان یک منبع انرژی طولانی مدت مورد استفاده قرار بگیرد، منجر خواهد شد.

 

واکنش زنجیره ای:

شرط لازم برای یک واکنش زنجیره ای پایدار و خود نگهدار آن است که دقیقاً یکی از نوترون های تولید شده در یک شکافت، منجر به وقوع شکافت دوم، و یکی از نوترون‌های این نسل، منجر به شکافت سوم، و الا آخر، شود. در چنین واکنشی، چگالی نوترون و آهنگ شکافت ثابت باقی می مانند. این شرط را می توان با ضریب تکثیر، K، که به صورت نسبت تعداد نوترون ها در یک نسل به تعداد نوترون های نسل پیش از آن تعریف می شود، بیان کرد.

وقتی این ضریب دقیقاً برابر ۱ باشد، شرط واکنش زنجیره ای پایدار برقرار است و اصطلاحاً گفته می شود رآکتور «بحرانی» است. اگر این ضریب بزرگتر از ۱ شود، رآکتور «فوق بحرانی» است و یک واکنش زنجره ای واگرا وجود دارد که طی آن چگالی نوترون و آهنگ شکافت، احتمالاً با یک آهنگ انفجاری نظیر آنچه در بمب اتمی رخ می دهد، زیاد می شوند. اگر ضریب تکثیر کوچکتر از ۱ باشد، رآکتور «زیر بحرانی» است و واکنش زنجیره ای کاهش یافته و نهایتاً از بین می رود. رآکتور هسته ای، مجموعه ای است از مؤلفه های بسیاری که، در این مرحله، باید به چند مورد از مهم ترین آنها اشاره کنیم. مهم ترین قسمت هر رآکتور، سوخت است که شکافت در آن رخ می دهد و انرژی، به شکل حرارت، آزاد می شود. در حال حاضر اورانیوم بیشترین کاربرد را به عنوان سوخت هسته ای دارد. اما اهمیت ایزوتوپ  هم رو به افزایش است.

 

پلوتونیوم:

چون فلز پلوتونیم خالص تا رسیدن به نقطه ذوب،  دارای تعداد زیادی فاز بلوری است، سوخت مناسبی برای راکتور نمی باشد. رسانندگی گرمایی آن نیز خیلی پائین، حدود  در دمای اتاق، است. فلز پلوتونیم در هوای مرطوب خیلی فعال است، اما نمی توان آن را در هوای خشک و دمای پائین انبار کرد. پلوتونیم به علت اینکه پرتوزا، سمی و ماده اصلی سلاحهای هسته است، ماده خیلی خطرناکی می باشد، و از نظر سلامتی نیز خطر بالقوه ای است. مخصوصاً اگر به صورت گرد و غبار در هوا وجود داشته باشد و از طریق تنفس وارد ریه ها شود.

چرخه سوخت راکتورهای آب تحت فشار

بخش دوم : سوخت هسته‌ای:

غنی سازی اورانیوم:

در اورانیوم طبیعی که از فرایند تصفیه بدست می آید تنها ۷۱۱/۰ درصد ایزوتوپ  وجود دارد و بقیه آن را ایزوتوپ  و سایر ایزوتوپ ها تشکیل می دهند. برای تهیه سوخت اغلب راکتورها، از جمله راکتورهای آبی باید درصد ایزوتوپ ۲۳۵ به ۴-۳% برسد. بنابراین افزایش درصد این ایزوتوپ مورد نیاز است. فرایند افزایش ایزوتوپ ۲۳۵، غنی سازی اورانیوم (Uranium enrichment) نامیده می شود.

تاریخ غنی سازی اورانیوم از جنگ جهانی دوم آغاز می شود. برای تهیه اورانیوم بسیار غنی شده (بیش از ۹۰%) که برای ساخت سلاح اتمی مورد نیاز بود، فرآیندهای مختلفی از قبیل الکترومغناطیسی، پخش گازی، سانتریفوژ، شیمیایی و فتوشیمیایی بکار گرفته شد و بعضی از آنها سریعاً توسعه یافتند.

روش غنی سازی که بیش از همه در این سالها توسعه یافت، روش پخش گازی بود که اولین واحد صنعتی آن در ۱۹۴۳ در Oal ridge آمریکا ساخته شد. واحدهای بعدی در آمریکا، در انگلستان، در فرانسه، در شوروی سابق و در چین ساخته شدند.

تعریف اصطلاحاتی که در غنی سازی اورانیوم بکار می رود:

 

آبشار (cascade):

در اغلب فرایندها که به آن اشاره خواهد شد، در هر مرحله از جداسازی، تنها تفاوت جزئی در ترکیب ایزوتوپی، بدست می آید، برای غنی سازی مورد نظر باید فرایند در مراحل زیادی بصورت پشت سر هم که آبشار نامیده می شود انجام گیرد. برای مثال جهت تولید اورانیوم غنی شده ۴% و اورانیوم پسمانده ۲۵% درصد باید در فرآیند پخش گازی ۱۲۰۰ مرحله مورد استفاده قرار گیرد.

 

اصول فرایند الکترومغناطیسی برای جداسازی ایزوتوپها

 

فاکتور جداسازی: (separation factor):

در روشهای جداسازی، فاکتور جداسازی یا  به تغییر کسر مول ایزوتوپ مورد تقاضا، N و طبیعتاً تغییر کسر مول N-1 از ایزوتوپ دیگر ارتباط دارد.

 

قدرت جداسازی: (separation power):……………………………

 

بلافاصله بعد از پرداخت موفق میتوانید فایل کامل این پروژه را با سرعت و امنیت دانلود کنید

قیمت اختصاصی و استثنایی این پروژه در پایان نامه دات کام : تنها , ۹۹۰۰ تومان

 

 


 

نقد وبررسی

نقد بررسی یافت نشد...

اولین نفر باشید که نقد و بررسی ارسال میکنید... “نیروگاهها و رآکتورهای هسته ای”

نوزده − 9 =