منتدى علوم المنصورة

شاطر
استعرض الموضوع السابقاذهب الى الأسفلاستعرض الموضوع التالي
avatar
dr max
عالم مش ساكت

عالم مش ساكت
عدد المساهمات : 166
العمر : 26
العمل/الترفيه : killing people
المزاج : مبسوط بتدمير الناس
الألتزام بقوانين المنتدى :
الكليه : كلية العلوم
الفرقه والقسم : قسم جيولوجيا

level4

المفاعلات النووية والعمل داخلها

في الجمعة يوليو 24, 2009 3:36 am
[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]
[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]
يعد اليورانيوم المادة الخام الأساسية للبرامج النووية، المدنية منها والعسكرية.

يستخلص اليورانيوم إما من طبقات قريبة من سطح الأرض أو عن طريق التعدين من باطن الأرض. ورغم أن مادة اليورانيوم توجد بشكل طبيعي في أنحاء العالم المختلفة، إلا أن القليل منه فقط يوجد بشكل مركز كخام يمكن الاستفادة منه.

حينما تنشطر ذرات معينة من اليورانيوم في تسلسل تفاعلي، ينجم عن ذلك انطلاق للطاقة، وهي العملية التي تعرف باسم الانشطار النووي.

ويحدث الانشطار النووي ببطء في المنشآت النووية، بينما يحدث نفس الانشطار بسرعة هائلة في حالة تفجير سلاح نووي. وفي الحالتين يتعين التحكم في الانشطار تحكما بالغا.

ويكون الانشطار النووي في أفضل حالاته حينما يتم استخدام النظائر من اليورانيوم 235 (أو البلوتونيوم 239)، والمقصود بالنظائر هي الذرات ذات نفس الرقم الذري ولكن بعدد مختلف من النيوترونات. ويعرف اليورانيوم-235 بـ"النظير الانشطاري" لميله للانشطار محدثا تسلسلا تفاعليا، مطلقا الطاقة في صورة حرارية.

وحينما تنشطر ذرة من اليورانيوم-235 فإنها تطلق نيوترونين أو ثلاثة نيوترونات.

وحينما تتواجد إلى جانبها ذرات أخرى من اليورانيوم-235 تصطدم بها تلك النيوترونات مما يؤدي لانشطار الذرات الأخرى، وبالتالي تنطلق نيوترونات أخرى.

ولا يحدث التفاعل النووي إلا إذا توافر ما يكفي من ذرات اليورانيوم-235 بما يسمح بأن تستمر هذه العملية كتسلسل تفاعلي يتواصل من تلقاء نفسه. ويعرف هذا المتطلب بـ"الكتلة الحرجة".

غير أن كل ألف ذرة من اليورانيوم الطبيعي تضم سبع ذرات فقط من اليورانيوم-235، بينما تكون الذرات الأخرى الـ993 من اليورانيوم الأكثر كثافة ورقمه الذري يورانيوم-238.

اولا التعدين

بعد استخلاص اليورانيوم ينقل الخام إلى أداة لطحنه في صورة مسحوق ناعم، يتم تكريره بعد ذلك في عملية كيميائية وإعادة تشكيله في هيئة صلبة تعرف باسم "الكعكة الصفراء"، للونها الأصفر. يذكر أن 60% إلى 70% من الكعكة الصفراء من اليورانيوم، وهي نشطة إشعاعيا.

والهدف الأساسي للعلماء النوويين هو زيادة كمية الذرات من اليورانيوم-235، وهي العملية التي تعرف بالتخصيب. ولكي يمكن الوصول إلى هذه المرحلة، يتعين أن يتحول اليورانيوم أولا إلى غاز، المعروف باسم سداسي فلوريد اليورانيوم وذلك بتسخينه لنحو 64 درجة مئوية.


ولسداسي فلوريد اليورانيوم خواص مؤكسدة وهو قابل للتفاعل بسهولة، وعلى ذلك يتعين التعامل معه بعناية بالغة.

ويتعين مد أنابيب وإنشاء مضخات خاصة في وحدات التحويل من الألومنيوم والنيكل. كما ينبغي أن يكون الغاز بمنأى عن الزيت ومواد التشحيم حتى لا تحدث أي تفاعلات كيميائية غير مطلوبة.

[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]

ثانياااااااااا التخصيب
هدف التخصيب هو زيادة نسبة ذرات اليورانيوم-235 الانشطاري في اليورانيوم.

ولكي يكون اليورانيوم قابل للتفاعل في مفاعل نووي لابد من تخصيبه ليحتوي على 2-3% من اليورانيوم-235. أما اليورانيوم الداخل في صناعة الأسلحة فلابد أن يحتوي على 90% يورانيوم-235 أو أكثر.

ومن أساليب التخصيب الشائعة الاستعانة بجهاز طرد مركزي غازي، حيث يتم تدوير سداسي فلوريد اليورانيوم في غرفة اسطوانية بسرعات شديدة. ويؤدي هذا إلى انفصال النظير يورانيوم-238 الأكثر كثافة عن النظير يورانيوم-235 الأخف.

ويتحرك اليورانيوم-238 الأثقل نحو قاع الغرفة حيث يتم استخلاصه، بينما تبقى تجمعات ذرات اليورانيوم-235 الأخف قرب المركز حيث يتم تجميعها.

وبعد ذلك يضخ اليورانيوم-235 في جهاز طرد مركزي آخر، وتتكرر تلك العملية عدة مرات عبر سلسلة من أجهزة الطرد المركزية.

ويعرف اليورانيوم المتبقي - وهو بالأساس من اليورانيوم-238 بعد إزالة كافة ذرات اليورانيوم-235 منه - باليورانيوم المنضب، وهو معدن ثقيل ومشع بشكل بسيط ويستخدم كمكون في القذائف الخارقة للدروع وغيرها من الذخائر.

ومن أساليب التخصيب الأخرى الأسلوب الذي يعرف بالترشيح.

ويعتمد هذا الأسلوب على أنه بين النظيرين الموجودين في غاز سداسي فلوريد اليورانيوم، فإن اليورانيوم-235 ينتشر بسرعة أكثر عبر مرشح خاص عن السرعة التي ينتشر بها النظير الأثقل، اليورانيوم-238.

وكما هو الحال مع أسلوب الطرد المركزي، يلزم تكرار هذه العملية مرات عديدة.

[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]

ثالثااا المفاعل
تعتمد المفاعلات النووية على أساس أن الانشطار النووي يولد حرارة، يمكن الاستفادة منها واستخدامها في تسخين المياه لتكوين البخر وتشغيل التوربينات.

ويستخدم المفاعل النووي المعتاد اليورانيوم المخصب في شكل "كريات" من الوقود حجم كل واحدة منها تقريبا حجم العملة وطولها نحو بوصة. ويتم تشكيل تلك الكريات على هيئة قضبان طويلة تعرف باسم الحزم ويتم الاحتفاظ بها داخل حجرة مضغوطة شديدة العزل.

وفي الكثير من محطات توليد الطاقة، يتم تغطيس الحزم في الماء للإبقاء عليها باردة، وتستخدم محطات أخرى ثاني أكسيد الكربون أو المعدن المذاب لتبريد قلب المفاعل.

ولكي يمكن استخدام اليورانيوم في المفاعل؛ لإنتاج الحرارة عبر تفاعل انشطاري، ينبغي أن تكون قاعدة اليورانيوم قاعدة نشطة أي أن يكون اليورانيوم مخصبا بما يكفي للسماح بحدوث تسلسل تفاعلي يستمر من تلقاء ذاته.

ولتنظيم هذه العملية، ولتمكين المنشأة النووية من العمل، يتم إدخال قضبان تحكم في غرفة المفاعل، وهي قضبان مصنوعة من مادة، عادة ما تكون الكادميوم، تمتص النيوترونات المتولدة من الذرات داخل المفاعل.

فكلما تم إقلال النيوترونات كلما تم تحجيم التفاعلات المتسلسلة بما يبطئ من عملية انشطار ذرات اليورانيوم.

وتوجد أكثر من 400 محطة نووية لتوليد الطاقة في العالم، تنتج نحو 17% من كهرباء العالم. كما تستخدم المفاعلات النووية لتوليد الطاقة للغواصات والقطع البحرية.

[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]

1. قلب المفاعل
2. مضخة التبريد
3. قضبان الوقود
4. مولد البخار
5. ضخ البخار للتربين، الذي يولد الكهرباء
6. مبنى الاحتواء



رابعاااااااا قنبله اليورانيوم
هدف مصممو القنبلة النووية تخليق قاعدة نشطة من اليورانيوم المخصب تغذي تفاعلا تسلسليا وتطلق كميات هائلة من الحرارة بشكل عنيف.

ومن بين أبسط تصميمات تلك القنبلة، التصميم الذي يطلق عليه تصميم "المدفع".

وفي هذا التصميم يتم قذف قاعدة نشطة بكمية أصغر منها من المادة النشطة، مما يؤدي إلى إثارة التفاعل التسلسلي لليورانيوم ويحدث انفجارا نوويا.

وتحدث تلك العملية في أقل من ثانية.

ولتخليق الوقود لقنبلة اليورانيوم، يتم أولا تحويل سداسي فلوريد اليورانيوم عالي التخصيب إلى أكسيد اليورانيوم، ثم إلى صبات من معدن اليورانيوم.

ويمكن عمل ذلك باستخدام عمليات كيميائية وهندسية بسيطة نسبيا.

ويحدث أقوى سلاح انشطاري بدائي - وهو القنبلة الذرية - انفجارا بقوة 50 كيلوطن.

ويمكن زيادة تلك القوة الانفجارية باستخدام تكنيك يطلق عليه اسم التعزيز، يعمل على تحجيم خصائص الاندماج النووي.

ويقصد بالاندماج اندماج نوايات الذرات من نظائر الهيدروجين لإنتاج نوايات هليوم. وتحدث تلك العملية حينما يتم تعريض نوايات الهيدروجين لحرارة وضغط شديدين، وكلاهما من نواتج القنبلة النووية.

وينتج الاندماج النووي نيوترونات أكثر بما يحفز التفاعل الانشطاري أكثر، وبالتالي ينجم انفجار أشد.

ويطلق على تلك الأسلحة المعززة اسم القنابل الهيدروجينية، أو الأسلحة الحرارية-النووية.

[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]خامسااااااااااااا المعالجه
يقصد بها العملية الكيميائية التي تفصل الوقود المفيد لإعادة تدويره من النفاية النووية.

ويتم نزع الغلاف الخارجي المعدني للقضبان النووية المستخدمة قبل أن يتم تذويبها في حامض النيتريك الساخن، وهو ما ينتج اليورانيوم (96%)، والذي يعاد استخدامه في المفاعلات، ونفاية شديدة الإشعاع (3%)، فضلا عن البلوتونيوم (1%).

كل المفاعلات النووية تنتج البلوتونيوم، غر أن المفاعلات العسكرية تنتجه بكفاءة أكثر من المفاعلات المبنية لأغراض أخرى.

ويمكن إخفاء وحدة معالجة ومفاعل لإنتاج ما يكفي من البلوتونيوم في مبنى يبدو عاديا من الخارج.

وهو ما يجعل استخلاص البلوتونيوم عن طريق المعالجة خيارا مغريا لأي بلد يرغب في متابعة برنامج سري للأسلحة
[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]
سادسااااااااا قنبله البلوتونيوم
يوفر البلوتونيوم عدة مزايا لا تتوفر في اليورانيوم كمكون لسلاح نووي. إذ يكفي نحو أربعة كيلوجرامات من البلوتونيوم لصناعة قنبلة، بينما تنفجر مثل هذه القنبلة بقوة 20 كيلوطن.

ولإنتاج 12 كيلوجراما من البلوتونيوم في العام، لا يلزم سوى منشأة معالجة صغيرة نسبيا.

ويتكون الرأس الحربي من نطاق من البلوتونيوم محاط بغلاف من مادة مثل البريليوم تعكس النيوترونات مرة أخرى لمواصلة العملية الانشطارية.

ويعني هذا أنه يلوم كمية أقل من البلوتونيوم للوصول إلى قاعدة نشطة، وإنتاج تفاعل انشطاري يستمر من تلقاء ذاته.

البلدان الرئيسية المصدرة لليورانيوم: أستراليا وكندا والصين وكازاخستان وناميبيا والنيجر وروسيا وأوزبكستان
__________________
avatar
Mano
عالم عام علينا

عالم عام علينا
عدد المساهمات : 2219
العمر : 28
العمل/الترفيه : Programming & Web Designing
المزاج : Never lost my hope in god
الاوسمه :
الألتزام بقوانين المنتدى :
الكليه : علوم المنصوره
الفرقه والقسم : بكالريوس إحصاء وعلوم الحاسب
http://www.anrestech.com

رد: المفاعلات النووية والعمل داخلها

في الجمعة يوليو 24, 2009 3:17 pm

شكرا ليك ماكس على الشرح السهل

الموضوع سهل جدا برغم ان الفيزيا تعتبر صعبة شوية

شكرا ليك مرة تانية






[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذا الرابط]


You Can Never Know ......... But Never Say Never

أنا شخص لا يعطى للظروف فرصة لتقهرنى لأنى أصنع حظى بيدى تحت مظلة تدعى مشيئة الله

ولئن حطمتنى الظروف لأجمعن نفسى من جديد ... إنى عائد ... وبقوة
avatar
Leo
مشرف منتدي الفلك والكون

مشرف منتدي الفلك والكون
عدد المساهمات : 789
العمر : 26
العمل/الترفيه : HARD Study
المزاج : I Feel Good
الألتزام بقوانين المنتدى :
الكليه :


Science


الفرقه والقسم :



Level : 4

Program : Geology


http://www.facebook.com/Geologist.Ahmed.Rashad

رد: المفاعلات النووية والعمل داخلها

في الجمعة يوليو 24, 2009 5:59 pm
شكرا يا دكتور
اعتقد انك كدا نشرت اللي انت عايزه
بس الموضوع سهل وبسيط جدا عكس ماكنت متوقع تماما
تسلم ايدك وعبقريتك






تجنب أولئك الذي يحطون من قدر طموحك ، فهؤلاء أشخاص ضعفاء
ولكن
العظماء يجعلونك تشعر بأنك يمكن أن تكون أنت أيضاً إنساناً عظيماً

avatar
ST.WESSAM
مشرف منتدي علم الفيزياء

مشرف منتدي علم الفيزياء
عدد المساهمات : 767
العمر : 29
العمل/الترفيه : الحمد لله اتخرجنا
المزاج : نفس امبارح بالظبط
الألتزام بقوانين المنتدى :
الكليه : كليه العلـــــــــــــــــــــــــــــــــــوم
الفرقه والقسم : بكالريوس...قسم (كيمياء/فيزياء)

الاوسمة
 :  
http://WWW.ST.WESSAM.COM

رد: المفاعلات النووية والعمل داخلها

في الثلاثاء سبتمبر 01, 2009 9:45 pm

شكرا يا dr max على الشرح المبسط للمفاعل النووى
وتم عرض موضوع عن تخصيب اليورانيوم وهو مكمل لهذا الموضوع يرجى الاطلاع عليه لتكمله المعلومات
ولكى نستفيد باكبر قدر ممكن من المعلومات
وشكرا ليك مرة تانيه
[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذا الرابط]?sid=f8ee7399bbf815e5a381db60cdc85d4e

وهناك موضوع اخر عن المفاعل النووى ويعتبر مكمل لنفس الموضوع

[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذا الرابط]t442.htm?sid=f8ee7399bbf815e5a381db60cdc85d4e






[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذا الرابط]


[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]
avatar
dr max
عالم مش ساكت

عالم مش ساكت
عدد المساهمات : 166
العمر : 26
العمل/الترفيه : killing people
المزاج : مبسوط بتدمير الناس
الألتزام بقوانين المنتدى :
الكليه : كلية العلوم
الفرقه والقسم : قسم جيولوجيا

level4

رد: المفاعلات النووية والعمل داخلها

في الجمعة سبتمبر 25, 2009 4:10 pm
شكرا لمرور الجميع
[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذا الرابط]
[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذا الرابط] الناس أربعة
رجل يدري ويدري أنه يدري، فذاك عالم فخذوه
ورجـل يدري وهو لا يـدري أنه يدري، فذاك نـاسٍ فذكروه
ورجل لا يدري وهو يدري أنه لا يدري، فذاك طالب علم فعلموه
ورجل لا يدري ولا يدري أنه لا يدري، فذاك أحمق فارفضوه [ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذا الرابط] [ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذا الرابط]
استعرض الموضوع السابقالرجوع الى أعلى الصفحةاستعرض الموضوع التالي
صلاحيات هذا المنتدى:
لاتستطيع الرد على المواضيع في هذا المنتدى