راکتور تهران و مصارف سوخت 20 درصد

اشاره

فناوری تولید صفحات سوخت 20 درصد که موقعیت ایران را در جایگاه جهانی تا حد زیادی بالا برد، بحث های زیادی را به دنبال خود داشت. این بحث ها وقتی بالا گرفت که درتوافق ژنو ایران با قبول اینکه حق غنی سازی 20درصد را ندارد، در مقابل توانست امتیازاتی را بگیرد. هرچند به عقیده خیلی ها ایران با دادن این امتیاز ضربه بزرگی را به خود زد و امتیازاتی که گرفت خیلی از ارزش امتیاز داده شده کمتر بود و این توافق را پیروزی نمی دانستند.

 گاهی شنیده می شود که می گویند ایران به چه دلیلی این همه زحمت به خودش داد تا فناوری سوخت 20 درصد را بدست بیاورد؟ اگر ما این سوخت را نداشته باشیم چه می شود؟ اصلا کاربردهایش کدام هستند؟

و چرا ما به این سمت رفتیم ؟ و از این دست سوالات که گاهی از دوستان و کسانی که پیگیر بحث مذاکرات هسته ای هستند شنیده می شود. در اینجا سعی شده است توضیحی درباره رکتور تهران و کاربردهای آن، که تا حد ممکن به صورت ساده باشد، داده شود.

رادیوایزوتوپ ها از دو راه تولید می شوند. روش اول از طریق شتاب دهنده های ذرات است. به گفته دکتر آفریده، مجری طرح ساخت نخستین سیکلوترون پزشکی ایران،توان این شتاب دهنده را 10 مگا الکترون ولت می باشد و برای تولید رادیو داروهای تجهیزات PET  به کار می‌رود. روش دوم تولید رادیوایزوتوپ ها استفاده از راکتورهای تحقیقاتی می باشد. در ایران راکتور تحقیقاتی تهران از این نوع می باشد. هر چند این راکتور به تنهایی جوابگوی نیاز کشور نیست. بخاطر پهناور بودن کشور ایران و اینکه بعضی از رادیوداروها نیم عمر کوتاهی دارند، نمی توان آنها را در فواصل دور از تهران بکار برد. که برای رفع این مشکل نیاز به ایجاد راکتورهای تحقیقاتی بیشتری دیده می شود. ایران تا الان بیش از ده ها رادیودارو را توانسته است تولید کند. راديو داروهاي توليد شده برای تشخیص و درمان برخی از بیماری‌ها به کار برده می‎شوند، برخی از رادیو داروها دارای عمر کوتاهی در حدود 15 دقیقه هستند به این معنا که 15 دقیقه پس از تولید باید مصرف شوند. این نوع رادیو داروها برای تشخیص برخی از بیماری‌ها وارد بدن ‌می‌شود و پس از مدتی از بین می‌روند و آثاری بر بدن ندارند. داروهای نشاندار پرتوزا که به بیمار تزریق یا خورانده می‌‌شوند، به رادیو داروها معروف هستند.

راکتورهای تحقیقاتی هسته ای

راکتورهای تحقیقاتی هسته ای با توجه به نوع آب مصرفی برای کند کننده، به دو نوع تقسیم می شوند. راکتورهای آب سبک مثل راکتور تهران و یا راکتور بوشهر و راکتورهای آب سنگین مثل راکتور تحقیقاتی اراک.

در سوخت راکتور های آب سبک از اورانیوم غنی شده استفاده می شود. در راکتور تهران اورانیوم غنی شده با سطح غنای کم استفاده می شود که این سوخت در بین صفحات فلزی قرار گرفته و با آب خنک می شود. این راکتورها که هدف اصلی آنها تولید برق نیست، در محدوده ی چند کیلو وات تا صدها مگا وات، می توانند کار کنند. این نوع راکتورها از راکتور های قدرت و یا آن دسته که در کشتی ها بکار می روند بسیار کوچکتر هستند و بسیاری از آنها در دانشگاه های دنیا فعال هستند. همانطور که در بالا اشاره شد هدف اصلی راکتور های تحقیقاتی تهیه چشمه نوترون برای تولید رادیودارو و  تحقیق و دیگر مقاصد است.

راکتور تحقیقاتی تهران

راکتور تـحقیقاتی آب سبک تهران واقع در سازمان انرژی اتمی ایران از جمله ی این راکتورهای تحقیقاتی هست که یکی از اهداف آن تولید رادیوداروها می باشد. حدوداً نیم قرن پیش ایالات متحده این راکتور را برای ایران ساخت و در آغاز کار این راکتور سوخت با غنای 93 درصد را در اختیار ایران گذاشت. در آذرماه 1346 به حالت بحرانی رسید و شروع به کارکرد. این راکتور شامل مجموعه‌ای از قسمت اصلی در داخل یک حفاظ بتونی و سیستم‌های جانبی خنک‌کننده و پمپاژ آب و تصفیه یونی در مساحتی حدود 2 هـکتار قرار دارد.

 اما پس از انقلاب اسلامی ایران  و قطع روابط دو کشور، امریکا از دادن سوخت به ایران امتناع کرد. در سال 1366 با کمک آژانس بین المللی انرژی اتمی ایران طی توافقی با آرژانتین، این کشور  قلب راکتور را برای کاربرد با اورانیوم 20 درصد تغییر داد و سوخت 20 درصد مورد نیاز را نیز به ایران داد. از سـال 1372 تاکنون، این راکتور با بسته‌های سـوخت با غنای 20% (سطح غنی سازی کم) مـشغول به کار بوده است. به گفته ‌سازمان انرژی اتمی ایران سوخت این راکتور در دی ماه 1389 تمام می شد و دیگر قادر نبود که فعالیت های خود را ادامه بدهد. و در این صورت جان زیادی از بیماران به خطر می افتاد. وقتی که سوخت 20 درصد را حتی به صورت مبادله سوخت 3.5 درصد به ایران نداند، و ایران نتوانست سوخت مورد نیاز را تهیه کند، با تلاش دانشمندان هسته ای خود توانست این سوخت را در داخل کشور به صورت بومی تولید نماید. در وضـعیت نـرمال کاری، این راکتور نیاز به 22 الی 30 بـسته سـوخت دارد. این راکتور از نوع راکتورهای تحقیقاتی چندمنظوره می باشد. در ایران در حال حاضر بیش از یک میلیون بیمار نیازمند به رادیوداروها می باشند و به همین علت تولید رادیوداروهای مصرفی در پزشکی هسته ای توسط این راکتور از نیازهای حیاتی کشور ما می باشد.

مصارف سوخت 20 درصد

راکتور تحقیقاتی تهران مستقر در مرکز تحقیقات هسته‌ای تهران برای تولید برخی رادیو ایزوتوپ‌های مورد نیاز کشور در پزشکی، صنعت و کشاورزی مورد استفاده قرار می گیرد. این راکتور  نیاز دارویی بیش از 180 بیمارستان و مرکز درمانی و پزشکی کشور را تامین می‌کند. البته در زمینه های صنعتی نیز از رادیوایزوتوپ های تولیدی نیز استفاده می کنند. اما حجم زیادی از این رادیوایزوتوپ ها برای مصارف پزشکی و بهداشتی و کشاورزی می باشد.

تصویربرداری، تشخیص، پیش‌بینی و درمان برخی بیماری‌ ها در نتیجه استفاده از پرتودهی و رادیوایزوتوپ ‌های این راکتور حاصل می‌شود. از رادیو داروهای پرکاربرد می توان به مثال های زیر اشاره کرد. ید 131که  برای تشخیص محل و مکان تومورهای مغزی و نخاعی یا برای تعیین فعالیت غده تیروئید و کبد، یا کرومیوم 51 که برای تحقیقات خون ‌شناسی، یا سلنیوم 75 که برای بررسی لوزالمعده، یا کبالت 57 که برای تشخیص کم خونی، کربن 14 که برای تحقیقات بیولوژیکی و داروسازی و سن یابی، سزیوم 137که  برای درمان غدد سرطانی، و مس 67 که برای از میان بردن غدد سرطانی به کار می رود. استفاده از پرتو گاما تولید شده از کبالت 60 از موثرترین و مقرون به صرفه‌ترین روش‌ها در زمینه سترون کردن وسایل، ابزارآلات و تولیدات پزشکی است. اینها گوشه ای از مصارف زیاد رادیوایزوتوپ هایی بود که در پزشکی کاربرد دارند.  
علاوه بر مصارف پزشکی، در صنعت نیز زمینه‌ های استفاده بهینه زیادی وجود دارد. تسهیل عملیات اکتشاف و استخراج معادن زیرزمینی نفت و گاز، تشخیص محل نشت سیالات در لوله‌ها و مخازن، تعیین میزان خوردگی فلزات، اندازه‌گیری دقیق قطرسنجی، ضخامت سنجی و سطح سنجی، تعیین فرسودگی غشای داخلی کوره‌‌های صنعتی، استفاده از اثرات متقابل پرتوها با مواد جهت بهینه ‌سازی عملکرد آنها و... همگی از مهم ‌ترین استفاده ‌‌ها هستند.

در زمینه های غذایی و کشاورزی نیز می توان به تولید گونه‌ هایی از محصولات غذایی دارای حاصلخیزی بیشتر، تولید گونه‌‌ های مقاوم نسبت به آفات و کم آبی، استفاده موثرتر از منابع آبی و جمع ‌آوری آنها، نابودی آفات محصولات کشاورزی و جلوگیری از فساد محصولات هنگام نگهداری اشاره نمود.

عکس زیر مربوط به "کنترل میکروبی نخود توسط پرتودهی جهت ضد عفونی و افزایش ماندگاری" می باشد.

هم چنین از باریکه نوترونی برای تجزیه به روش فعالسازی نوترون، تست غیر مخرب نوترونی، آموزش و پژوهشی، رادیوگرافی نوترونی و... استفاده می شود. این راکتورها هم چنین برای تربیت و آموزش نیروی انسانی متخصص صنعت هسته ای نیز مهم هستند.

با نگاهی اجمالی به این کاربردها می توان به اهمیت این نوع راکتورها پی برد. پس داشتن آن برای هر کشوری امری ضروری می باشد.

علی اکبر صالحی معاون رییس جمهور و رییس سازمان انرژی اتمی ایران روز شنبه 24 مرداد ماه در نشست خبری با اصحاب رسانه در سازمان انرژی اتمی ایران اظهار داشت: دولت تدبیر و امید تلاش‌های فراوانی در سخت‌ترین شرایط کرد و یکی از این تلاش‌ها مذاکرات هسته‌ای بود که خدا را شکر به نحوی شایسته در شان این ملت این پرونده ساختگی حل و فصل شد. دکتر صالحی اولویت‌های دولت را اقتصاد، سلامت و تعاملات بین‌المللی ذکر کرد.


رییس سازمان انرژی اتمی درباره طرح سوال در مورد برجام گفت: افرادی ممکن است به اعتبار شخصی و جایگاه تخصصی خود نظراتی داشته باشند که در جای خود محترم است و آنجا که سوال است بر مذاکره کنندگاه واجب است که پاسخگو باشند.
وی یادآور شد: ما در بعد فنی علیرغم پذیرش یکسری محدودیت های ظاهری، اعلام می کنیم که فعالیت های صلح‌آمیز کشورمان در عرصه هسته ای نه با کندی روبرو خواهد بود و نه متوقف می شود و برای این حرفمان استدلال داریم.
صالحی ادامه داد: برخی می گویند تعداد سانتریفیوژها از 20 هزار به پنج هزار دستگاه رسیده است . بارها گفته ایم که در حال حاضر 9 هزار و 100 دستگاه سانتریفیوژ کار می کند و سالانه دو هزارکیلو اورانیوم غنی سازی می کنیم. اگر ده هزار تای دیگر هم کار می کرد سالانه چهار هزار کیلو می شد و در این شرایط فاصله ما با 30 هزار کیلو اورانیوم غنی شده مورد نظر فاصله زیادی است.
معاون رییس جمهور اضافه کرد: اگر 20 هزار دستگاه سانتریفیوژ کار می کرد حداقل باید هشت سال کار می کردند تا 30 هزار کیلو اورانیوم غنی شده به دست بیاید. ممکن است گفته شود سانتریفیوژهای بیشتری می ساختیم؛ بله ، ما در 25 سال به 20 هزار دستگاه رسیدیم. الان هم البته اگر اراده باشد توان بالایی در تولید سانتریفیوژ داریم اما چه نوع سانتریفیوژ و با چه مواد اولیه و برای چه منظوری؟ همه اینها را باید پاسخ بدهیم.
دکتر صالحی گفت: فرض کنیم الان 190 هزار سانتریفیوژ IR1 داشتیم. فرض کنیم در بالای نطنز سوله می زدیم و اینها را جا می دادیم و الان هم این 190 هزار تا را داشتیم و یا بالاتر از این ، 190 هزار سو ظرفیت تولید با IR8 داشتیم ، مواد اولیه آن را از کجا تهیه می کردیم؟ اگر این مواد به دستگاه ها تزریق می شد در سال اول، دوم تمام می شد ؛ بعد از آن باید چه کار می کردیم و این سوالی است که عزیزانی که معترض‌اند به آن پاسخ نمی دهند.
معاون رییس جمهور یادآور شد: الان اگر 200 هزار سو را هم داشتیم برای چه مدت می توانستیم غنی سازی کنیم و با فرض اینکه غنی سازی هم کردیم. مواد اولیه هم باشد. در واقع شما برای 30 هزار سو باید 60 مجتمع سوخت درست کنید. آیا الان توان ساخت مجتمع سوخت را با استانداردهای مورد نیاز دارید؟ خیر. این کار مدتی طول می‌کشد. باید کلی کار به خاطر اطمینان از ایمنی این صنعت انجام شود.

دکتر صالحی افزود: صنعت هسته‌ای صنعتی نیست که با یک نمونه بدست بیاید. ما باید به خاطر اهمیت ایمنی این صنعت زحمت بکشیم تا با اطمینان خاطر و ایمنی لازم تجهیزات مورد نظر را وارد سیستم نیروگاهی کنیم.
دکتر صالحی تصریح کرد: الان پنج هزار ماشین سالانه حدود 1500 کیلو اورانیوم غنی می کنند و با 9 هزار ماشین این رقم به دو هزار کیلو می رسد. فاصله این رقم‌ها با 30 هزار کیلو زیاد است و از سوی دیگر فاصله 9 هزار ماشین که کار می‌کند و پنج هزار تا که قرار است طی ماه های آینده کار کنند زیاد نیست و ما چیزی از دست ندادیم. در واقع ما 500 کیلو در سال از دست دادیم در حالی که ما 30 هزار کیلو فقط برای یک سال می‌خواهیم.
صالحی افزود: چرا دوستانی که مدعی هستند، به گونه ای افکار عمومی را مشوش می کنند که گویی اتفاق ناگوار و عقب نشینی خائنانه ای رخ داده است.
ایشان در خصوص ماشین‌های  سانتریفیوژ اظهارداشت: از سال 69 تا الان 25 سال روی ماشین های IR1 کار کردیم. مصاحبه کردند و گفتند اینها از رده خارج شده است. ما خودمان کار کردیم . برادران و خواهران شما در سازمان انرژی اتمی غیرتمندانه بدون کمک کسی آنها را راه‌اندازی کردند و افتخار ما این است که با اتکا و توانمندی به خودمان به آستانه فناوری هسته ای رسیدیم . بعد از آن هشت نسل سانتریفیوژ ساخته شده است .IR2، IR2m، IR4 ، IR5، IR6، IR6s، IR7، IR8. همه نمونه های آن را ساختند و تست کردند . آرام آرام آنهایی که امکان موفقیت بیشتری دارد را انتخاب می کنیم و این مساله زمان می برد.
صالحی با اشاره به اینکه براساس مقاله شرکت بزرگ یورنکو در سال 2002 برای به تولید انبوه رساندن یک دستگاه ماشین سانتریفیوژ حداقل هشت سال زمان نیاز است تا ماشین‌ها به قابلیت غنی سازی از منظر تجاری برسند، گفت: بله می شود این ماشین ها را 6 ماهه ساخت اما باید از منظر تجاری و طول عمر هم آنها را مدنظر قرار داد. الان ماشین های IR6 و IR8 ماشین های امیدبخشی هستند که می توانیم در آینده آنها را به کار بگیریم چون سو آنها بالاست و حدودا هشت سال زمان می برد. بنابر این چیزی از دست ندادیم.
رییس سازمان انرژی اتمی خاطرنشان کرد: حتی اگر مذاکره و برجامی در کار نبود هرکس هم رییس سازمان انرژی اتمی بود و جهادی هم کار می کرد باز هم هشت سال طول می کشید تا ماشین های IR8 را به تولید انبوه برسانند. الان این ماشین ها را تست می کنیم و طی یکسال آینده باید با گاز اورانیوم آنها را تست کنیم و غنی‌سازی کند و این مسیر باید طی شود.
دکتر صالحی یادآور شد: در خصوص تحقیق و توسعه ما محدودیت های مختصری پذیرفتیم و آن هم این است که در طول 10 سال زنجیره های ما 30 تایی باشد. دوست داشتیم این زنجیره حدود 200 تایی باشد . ما این محدودیت را پذیرفتیم اما اگر از کارشناسان زبده هم بپرسیدبه شما می گویند که با یک زنجیره حدود 29 تایی عملا 85 درصد اطلاعات مورد نیاز یک ماشین در یک دوره زمانی معقول را بدست می‌آوریم.
معاون رییس جمهور در ادامه به انتقادی در مورد پلوتونیوم اشاره کرد و گفت: می گویند پلوتونیوم مورد نیاز است و ما می توانیم با آن سوخت بسازیم .بله ؛ با خیلی چیزها خیلی کارها می شود کرد اما هر چیز زمان خود و جای خود را دارد و الان زمانی نیست که پلوتونیوم را به عنوان ماده اصلی تامین سوخت در دنیا مدنظر قرار دهند. فقط یک سری کشورها مثل ژاپن با آن کار می‌کنند.
وی خاطرنشان کرد: پلوتونیوم الان همچون گوی آتش روی دست آمریکا و روسیه مانده و نمی دانند با آن چکار کنند .اگر نمی دانید بپرسید و اگر می دانید حرف حق را بزنید .چرا افکار عمومی را مشوش می کنید؟
معاون رییس جمهور گفت: اگر پیرو فرمان رهبری هستیم، به دنبال سلاح نیستیم . ما حالا حالاها دنبال سوخت پلوتونیم نیستیم. باید اولویت‌هایمان را بشناسیم . هنوز در مرحله سوخت اورانیوم هستیم و از حالا تا 15- 10 سال آینده پلوتونیومی نداریم که روی آن کار کنیم. اگر منظور سوخت مصرف شده نیروگاه بوشهر است باید طبق قرارداد به روسیه برگردانده شود و سوخت راکتور تهران هم قابل توجه نیست .
دکتر صالحی درباره راکتور اراک گفت: این راکتور سه چهار سال دیگر به سرانجام می رسد و چند سال هم زمان می‌برد تا سوخت آن سرد شود . بنابر این ما اصلا ماده ای نداریم که آن را تبدیل به فلز و سوخت کنیم. با این حال به گونه ای صحبت می کنند که گویی اگر پلوتونیوم باشد فردا آن را تبدیل به سوخت می کنیم. حال آن که پلوتونیوم مثل اورانیوم نیست . ماده خطرناک و سمی است که باید از راه دور و از پشت هاتسل با آن کار کنید.
رییس سازمان انرژی اتمی یادآور شد: ما غنی سازی مان را داریم. زمانی حاضر بودیم چند ده سانتریفیوژ ما را بپذیرند و ما R&D داشته باشیم. از حالا ما وارد فاز جدیدی می شویم و فرصت هشت تا 10 سال فرصت مناسبی خواهد بود تا بتوانیم این دستاوردها را به بلوغ برسانیم و با رفع محدودیت ها و همکاری های بین المللی بتوانیم در ساخت سوخت زنجیره را کامل کنیم
دکتر صالحی افزود: با روس ها صحبت می کنیم تا در آینده نزدیک با یکدیگر همکاری کنیم و بتوانیم سالانه چند مجتمع سوخت بسازیم؛ چیزی که پیش از این تصور نمی شد . مجتمعی هم با کمک چینی ها در اراک می سازیم که این کار ما را به خاطر استفاده از تجربیات چند دهه‌ای آنها در انتقال تکنولوژی و دانش فنی چند دهه جلو می اندازد.
صالحی وارد شدن ایران به جمع کشورهای عرضه کننده اورانیوم غنی شده و آب سنگین را افتخاری برای ایران ذکر کرد و گفت: با عرضه این دو ماده ما وارد کلوب چند کشور محدود شدیم و می توانیم در ازای آن اورانیوم طبیعی بگیریم. برای اولین بار هم مجبور شدند محدودیت های عدم اشاعه ای را رفع کنند. به دستاوردهایی رسیدیم که اگر در مسیر عادی بودیم هیچ وقت به آن نمی رسیدیم.
دکتر صالحی خاطرنشان کرد: نمی گویم بعد فنی برجام بی عیب و نقص و آرمانی است. به هر حال ما مذاکره کردیم و طرف مقابل هم باید حرفی برای توجیه کارخود داشته باشد . می گویند جلوی انحراف ایران به سمت ساخت سلاح را گرفتیم؛بگویند، ما که دنبال سلاح نیستیم . هر مانعی می‌خواهند سر این گونه راه‌ها بگذارند، بگذارند.

معاون رییس جمهور با بیان اینکه اطمینان می‌دهم که در بعد فنی نگران فعالیت صلح آمیز هسته ای ما نباشید، خواستار اولویت دولت در سرمایه‌گذاری در این بخش شد. صالحی با اشاره به قرارداد ساخت نیروگاه با روسیه و همچنین مذاکرات با چینی ها برای ساخت دو نیروگاه دیگر اظهار داشت: دولت باید در تامین مالی این پروژه ها قدم بگذارد.
دکتر صالحی با اشاره به برخی دستاوردهای صنعت هسته ای، از برنامه سازمان انرژی اتمی برای راه اندازی بیمارستان بزرگ تخصصی هسته ای و موافقت و پشتیبانی رییس جمهوری در این زمینه خبر داد و گفت: زمین احداث این بیمارستان هم تقریبا تامین شده و به زودی اقدامات اجرایی آن شروع می شود.
رییس سازمان انرژی اتمی با تاکید بر استفاده بیش از یک میلیون نفر از بیماران کشور از رادیوداروهای تولید داخل، اظهار داشت: این در حالی است که در منطقه خاورمیانه کشور دیگری نمی تواند این کار را انجام دهد ولی ما صادر کننده رادیو دارو شدیم. و به تعدادی از کشورها صادر می‌کنیم
صالحی افزود: بر اساس پروژه GmP برنامه تولید رادیوداروها در کشور استانداردسازی می شود، هر چند رادیوداروهای ایران هم اکنون نیز دارای استاندارد است اما با اجرای این برنامه این استانداردها مورد پذیرش بین المللی قرار می‌گیرد و عرضه کننده عمده رادیو دارو می شویم.
معاون رییس جمهور گفت: با راه‌اندازی راکتور آب سنگین اراک، هم رادیوداروهای متنوعی تولید می شود و هم ایزوتوپ‌های مورد نیاز صنعت مثل کبالت که هم اکنون از خارج تهیه می‌شود، تولید خواهد شد.
دکتر صالحی گفت: طی هشت سال آینده وضعیت صنعتی ما رشد یافته و توجیه پذیر می‌شود و در شرایطی خواهد بود که نسبت هزینه و فایده آن برقرار باشد.

رییس سازمان انرژی اتمی درباره سانتریفیوژ های IR8 گفت: تست های مکانیکی این ماشین ها از سال 92 شروع شده و هنوز هم بر روی تست های مکانیکی آن کار می کنیم. امیدواریم ظرف یکسال آینده بتوانیم به این ماشین ها گاز اورانیوم تزریق کرده و آرام آرام زنجیره های میانی را دایر کنیم.
دکتر صالحی تصریح کرد: بازرسی ها هم در چارچوب موافقت‌نامه پادمانی ما و بعد هم اگر پروتکل الحاقی عملیاتی شود، خواهد بود و هیچ نگرانی نداریم.

https://www.facebook.com/groups/1511757725730042

مدیر عامل شرکت کشتی سازی سوماش روسیه از احتمال ساخت زیردریایی های هسته ای نسل پنجم تا سال ۲۰۲۰ خبر داد.

Nuclear energy must be a consideration for the future with the rapidly depleting supply of fossil fuels. This type of energy can be created through nuclear fission and nuclear fusion. Nuclear fission is the splitting of a heavy atom into two or more parts, releasing huge amounts of energy. The release of energy can be controlled and captured for generating electricity. Nuclear fusion involves bombarding hydrogen atoms together to form helium. In the long run, nuclear fusion has greater potential than fission.

Cost and availability of fuel is a considerable factor when dealing with nuclear power. Fission requires an element that can be easily split in a particle accelerator, such as uranium or plutonium. Fusion, on the other hand, uses isotopes of hydrogen atoms, specifically deuterium and tritium, that can be obtained from ordinary water. Uranium ores occur naturally in many parts of the world but must go through a costly purification process before used as fuel. The unprocessed ore contains approximately 99.3% uranium-238, a non-fissionable isotope of uranium, and only about 0.7% of U-235 required for fission. One hydrogen atom out of 6700 appears as deuterium, a naturally occurring isotope of hydrogen with an extra neutron, and can easily be separated from the rest. Uranium-235 is a non-renewable resource that will eventually run out, much like the fossil fuels. The abundance of deuterium and lithium provide a virtually unlimited supply of fuel for nuclear fusion. Therefore, nuclear fusion seems to be the better choice.

  Second, the potential amount of energy produced by fusion can greatly outweigh the fission. Initially, there are some disadvantages to fusion. The time and money required to develop technology needed to initiate, contain, and sustain a profitable fusion reaction is costly, but the development is still in its early stages and will continue to advance through the next century. Fission readily creates a chain reaction which must be slowed through use of a moderator to avoid core meltdown, while fusion can only be accomplished at temperatures similar to the centre of stars, about 100 million degrees celsius. The components used in fusion exist in the form of plasma where atoms are divided into electrons and nuclei. No solid material known to man can withstand temperatures necessary for nuclear fusion, but several methods of containment are being researched, magnetic confinement and inertial confinement. Until recently, all fusion devices developed have used much more energy than produced, but the latest designs have been able to generate an equal amount of energy to that required to sustain the reaction. Finally, fusion of a given mass of deuterium will be able to create over four times the energy produced through fission of an equal mass of uranium. It is just a matter of time and development before useful amounts of electricity can be produced through fusion.

 

Finally, the biggest concern people have about nuclear power is the production of radioactive waste among other hazards. First, the radioactive waste produced by fission remains highly radioactive for thousands of years. Fusion produces only low levels of short lived radiation, decaying almost completely within 100 years. Secondly, neither fission nor fusion reactors produce the greenhouse gas emissions that contribute to global warming and acid rain. Finally, a malfunction of the moderator innuclear fission reactors almost assures a core meltdown. The unchecked reaction heating up very rapidly, eventually liquefying the protective casing, releasing catastrophic radioactive material into the environment. Fusion reactions, however, are so extremely difficult to sustain that if anything were to go wrong, the reaction would invariably stop. After examining the potential of such technologies as fusion it becomes the obvious choice over fission.

  In conclusion, nuclear fusion has much more potential for long term use than the current fission reactors, even though in the short term it may cost a little more to develop. The small price to pay for development of fusion technology seems trivial in comparison to the price of the planet. منبع: http://www.123helpme.com

In the beginning The Atomic Bomb was constructed to end a war and save lives. Since that time fear and power have risen because of the threat of world destruction. Coming from Los Alamos, New Mexico a town that makes nuclear weapons I have a different view than most. In Los Alamos we always have protesters with big signs calling the scientist, that work at The Los Alamos National Laboratory, killers. Now when I drive by and see these signs I can not help but think of my father, stepmother, and all my neighbors, all of my friends’ parents as being killers. I know and love these people and to see them called killers is a strange concept to grasp. The following will discuss nuclear weapons and what the intended use is, where and how nuclear weapons became a problem, the effect it has had on the world, the problems it has caused, what is being done about the problems. Nuclear weapons are the backbone and liberator of our great country. To put a tool used to insure our great country on the backburner would be a great injustice and would put our country in grave danger.

     Many people ask why do we still need all of these weapons or killers as they are often referred to as? They think that we have enough already and what is the point of continuing the excess. Instead of thinking of nuclear weapons as killers we should be looking at them as lifesavers. In that light I think everyone would agree that you could not put a limit of the value of life. Everybody hears the statistics about the United States having enough weapons to blow the world up three times. This may be true, however as technology advances so do weapons and you can bet other countries are not settling for the weapons they already posses. If we were to stop the production of nuclear weapons we would be alone in that effort. When we have people like Sadam Hussain in the world, which we always will, we need the protection that only nuclear weapons can provide. If people think that trying to bargain with a man like Hussain without safety net is plausible then they are hugely mistaken. It would be like using a typewriter instead of using a computer because we have an abundance of typewriters. “It would be wrong to assume that a broader conception of international security makes it easier to achieve the goal of nuclear abolition” (Cowen-Karp 6). People against nuclear weapons feel that the United States of America should dispose of all their nuclear weapons. If the United States of America disposed of all its lifesavers we would have no power left to be the strongest nation in the world. Many opponents believe this would be fine. If those opponents were able to realize this would only jeopardize our freedom they would reconsider. Yet many people still feel that there should be peace and not war. The point these people are missing is that without nuclear weapons we would be forced into a war without a way to defend ourselves. The very right that people have to protest nuclear weapons would be gone if the country, that gave them that right, had no means to protect our freedoms. The only way it would be safe to discard all nuclear weapons is if all countries everywhere did the same. Or just roll over and let the other countries that continue on with the production of providing its citizens with the best security. That is a nice thought but how likely is it that every country will agree to just dispose of nuclear weapons which cost billions if not trillions of dollars over the years? Lets just say that every country decides to dispose of the weapons, as well as all the money spent. How long will it be before an egomaniac sees a fast path to world domination? Maybe we should have never gone down the road of nuclear weapons, but now that we live in this world we have no choice but to continue with the process of keeping humanity from tyrants who want world domination. Instead of thinking of all governments spending too much money of nuclear weapons we should be thinking of it as our government spending money to buy us a really good security system. “The fact that with all nuclear powers the nuclear component consumes only a minor fraction of total financial and manpower resources devoted to national defense” (Wieda 2). If I was a robber I would go to the house without the security system just like if I am a dictator looking to take over the world I am going to take over the country who has no chance of fighting me off. A lot of people believe that all of the National Laboratories that work with nuclear weapons should be shut down. A very valid thought to most, but these people do not realize the extent of the laboratories role in our present society. None of these people realize that the laboratories had many other departments within the laboratory. They develop materials that help build the space shuttles, they make chips that make our computers work faster, they develop different types of machinery that helps save lives in emergency rooms and work closely with the national weather service letting them know ahead of time when a natural disaster might occur saving thousands of lives. All of these life insurance policies are made and yet the only thing the newspaper splashes around is spies selling secrets and people getting cancer along with every other disease known to man from the supposed radiation that all people in Los Alamos suffer from. There have been many claims about the work done with nuclear weapons that has put Los Alamos residents in danger. However, there has never been a case that has proven the laboratory responsible for any claim.

     Fifty years ago during World War II, a little town in northern New Mexico was established to build the first atomic bomb. Los Alamos was a secret city with the only residents being the top scientists in the world. These scientists included Albert Einstein, Henry Openheimer, and Thomas Mckibben, a man who lived across the street from me for almost my entire life. I remember being young and Mr. Mckibben would tell my sister and I epic stories about the first time the scientist tested the first bomb. None of them knew if it would work or not, but had the hope of helping to save many lives throughout the world. Mr. Mckibben was given the duty to push the button to start the thirty-second countdown that changed the war as well as the world forever. When it was all over and the test was successful the scientists were elated with the fact that they had a part in saving many lives. Later on in Mr. Mckibben’s life he was hurt when people said that the making of the bomb was a horrific and murderous thing. They were there to do a job for their country, as well as humanity, which enabled the war come to an end. However, in the end people brutalized them for creating world hysteria. By creating the atomic bomb and dropping it killing many people is looked at as being a horrible act against humanity. However, as bad as it was for all of those people to suffer in the end more people would have suffered if the war and Hitler would have continued. Nuclear Weapons have the tendency to scare people at the same time as protecting them (Purver 29).

     The cold war was a scary time for all creating a constant fear of obliteration. The fact that at anytime a bomb could be dropped and kill everybody regardless of age, gender, sex, or race around for miles was an unknown fear. It was a new concept to many of something not discriminating. In the eyes of a nuclear weapon everybody was equal. For that whole time everybody was terrified of the cold war, the national government was developing highly technical security systems for our protection. If they had not been in development there would have been a lot more to worry about. With all the development the balance of world power shifted and the countries with the weapons gained more power and the countries without weapons became weaker. All the people scared for their lives realized that only a few people in the world held the fate of the world in their hand. All it would take is one miscommunication between a couple of world leaders and then world would go up in flames as fast as you could say dead. A big fear is that a situation could occur where there is an accidental launch and a world leader calls another to say, “sorry you are about to be hit with a nuclear bomb” (Sheilds 16). Questions like these went through the minds of many people who realized that just a few mistakes could take down the entire world. It was a very unlikely situation but still a prevalent thought. It would be better to have the fear of that phone call to our country than to never get the call. This might sound weird but if we were to get the call, the call would show a sign of respect and realization that we were in a position to fight back.

     Some problems that have come up are the constant threats of terrorist bombing and hurting many people to make a statement. The Oklahoma City Bombing is still on the minds of many people because of the devastation of the tragic event and the fact that it happened in the American Homeland so it could happen anywhere. At first everybody thought that this horrible thing must have been done by someone from the Middle East. Then when the nation found out that it was done by one of our own the situation became more alarming. The other terrorism attack which people remember is the World Trade Center bombing. The friction that exists between many countries makes for a constant threat of such attacks. “When terrorist attacks take place on United States soil it brings the real threat of nuclear weapons to the forefront” (Schwartz 5). The attacks that occur on other soil by the United States makes the threat of another world struggle very prevalent. “If another country did half of the things the United States does on foreign soil there would be an outcry from the United States and would not go unpunished” (Vogele 68). The United States takes it upon themselves to be the world police. If the United States were to have problems and another country came over to solve our problems for us, we would fight back with furious force.

     Now most of the world has come to an agreement on the amount of production and the way the nuclear weapons should be used and when they should be used. Now there is going to be a great deal of attention given to the few countries not in compliance with the rest of the world. “The United States has to stay competitive with the world on nuclear weapon production in order to be safe and sure we can protect ourselves as well as others” (Cowen-Karp 120). It is important to be careful with the type of power exercised that comes with having nuclear weapons. If this power is placed in the wrong hands the world could cease to exist. “The few ruling powers have the unusual power to destruct and hold together the world” (Schwartz 6).

     The building of nuclear weapons is a very delicate subject for people who see it only as being a machine of death. The building of these lifesavers is more of a safety net then a way to kill people. Think of our country as a tightrope walker having extreme confidence in his skills. He knows he can make it across, but when it is a matter of his life at stake it helps to have the safety net even though it is not necessary. We all as a society have to realize that if used nuclear weapons are dangerous but it is more dangerous to not have the option of using them. Coming from a community that relies on the building of nuclear weapons, among other things, I realize I have a bias on this topic. However, even if I did not have this bias I still would like to know that when it came down to it we would have enough influence that a foreign country would think twice before sending a nuclear weapon towards the United States.

منبع: http://www.123helpme.com

منبع: http://www.123helpme.com

The term Nuclear Reactor means an interaction between two or more Nuclei, Nuclear Particles, or Radiation, possibly causing transformation of the nuclear type; includes, for example, fission, capture, elastic container. Reactor means the core and its immediate container. Nuclear Reactors are used to produce electricity . The numbers of Nuclear Reactor plants have grown sufficiently . Electricity is being generated in a number of ways, it can be generated by using Thermal Power. It can be employed by using two basic systems a Steam Supply System and an Electricity Generating System these two systems are related to each other. The Steam Supply System produces steam from boiling water by the burning of coals and the Electricity Generating System produces electricity by steam turning turbines. The Nuclear power plants of this century depend on a particular type of Nuclear Reaction, Fission (The splitting of a heavy nucleus like the uranium atom to form two lighter "fission ! fragments" as well as less massive particles as the Neutrons). In the Nuclear Reactors this splitting is induced by the interaction of a neutron with a fissionable nucleus. Under suitable conditions, a "chain" reaction of fission in which events may be sustained. The energy released from the fission reactions provide heat, part of which is ultimately converted into electricity. In the present day Nuclear power plants, this heat is removed from the Nuclear fuel by water that is pumped past rods containing fuel.

The term Nuclear Reactor means an interaction between two or more Nuclei, Nuclear Particles, or Radiation, possibly causing transformation of the nuclear type; includes, for example, fission, capture, elastic container. Reactor means the core and its immediate container. Nuclear Reactors are used to produce electricity . The numbers of Nuclear Reactor plants have grown sufficiently . Electricity is being generated in a number of ways, it can be generated by using Thermal Power. It can be employed by using two basic systems a Steam Supply System and an Electricity Generating System these two systems are related to each other. The Steam Supply System produces steam from boiling water by the burning of coals and the Electricity Generating System produces electricity by steam turning turbines. The Nuclear power plants of this century depend on a particular type of Nuclear Reaction, Fission (The splitting of a heavy nucleus like the uranium atom to form two lighter "fission ! fragments" as well as less massive particles as the Neutrons). In the Nuclear Reactors this splitting is induced by the interaction of a neutron with a fissionable nucleus. Under suitable conditions, a "chain" reaction of fission in which events may be sustained. The energy released from the fission reactions provide heat, part of which is ultimately converted into electricity. In the present day Nuclear power plants, this heat is removed from the Nuclear fuel by water that is pumped past rods containing fuel. The basic feature of the nuclear reactor is the release of a large amount of energy from each fission event that occurs in the nuclear reactors core. On the average, a fission event releases about 200 million electron volts of energy. a typical chemical reaction, on the other hand releases about one electron volt. The difference, roughly a factor of 100 million electron volts. The complete fission of one pound of uranium would release roughly the same amount of energy as the combination of 6000 barrels of oil or 1000 tons of high quality oil. The reactor cooling fluid serves a dual purpose. Its most urgent function is to remove from the core the heat that results when the energy released from the Nuclear reactions is transformed by the collisions into the random nuclear motion. An associated function is to transfer this heat into an outside core, typically for the production of electricity. The designer provides for a nuclear core in a container through which a cooling fluid is pumped. This fluid may be used directly to drive a turbine generator. alternately, it may be used to heat a secondary fluid which drives the turbine. In most all the commercial systems that fluid is vaporized water.

Fission is the term used to describe the splitting of a heavy nucleus into two or more smaller nuclei. Slow moving neutrons are more easily captured by the nucleus. A moderator is a medium which causes neutrons to travel more slowly.Graphite, heavy water, and beryllium are all excellent moderators, capable of slowing neutrons without absorbing them. The neutrons liberated by fission travel very quickly unless moderated.
A very large amount of energy is released when an atom undergoes fission.

In a typical fission reaction, the energy released is distributed as follows: 170 MeV(megavolt) of kinetic energy of fission fragments, 5 MeV of kinetic energy of neutrons, 15 MeV of energy beta particles and gamma rays, and 10 MeV as energy of antineutrinos.

An example of a typical fission is: Mass is not conserved in a nuclear reaction. The products formed during nuclear fission have a slightly lower mass, due to the nuclear mass defect. This nuclear mass defect can be used to determine the nuclear binding energy which held the heavier nucleus together and was released when fission occurred.
The energy released by a fission can be calculated by finding the difference between the mass of the parent atom and neutron, and the masses of the daughter atoms and emitted neutrons, and converting this mass "loss" into energy using . Neutrons released when an atom undergoes fission are capable of causing other nuclei to undergo fission, if the neutrons are slowed down by a moderator. A sustained fission reaction caused in this way is called a chain reaction. Natural uranium ore contains about 0.7% uranium-235. To increase the likelihood of sustaining a chain reaction for uranium, the fissionable isotope of uranium must be increased in its relative proportion through enrichment.An Isotope is one of two or more atoms of an element that differ in the number of neutrons found in the nucleus. A nuclear reactor produces a sustained chain reaction at a controlled rate. The heat energy produced by the reaction is used to drive turbines, generating electricity. Control rods, made of materials such as cadmium which absorb neutrons, are used to control the rate of a chain reaction in a nuclear reactor. A critical mass of fissionable material is the minimum mass that will produce a nuclear explosion. To produce a sustainable nuclear chain reaction requires more material than the critical mass.

Most Reactors today use uranium, bundled in the form of uranium oxide fuel pellets, to produce electricity The refined uranium oxide fuel pellets are stacked into cylindrical rods. The rods are arranged into a fuel bundle which is then ready to be placed in special pressure tubes inside the reactor. The reactor vessel is called the calandria.
Nuclear reactors can not explode like a nuclear bomb. Even under a worst-case scenario, with a core meltdown, a critical mass of fuel would not be present and the fuel would burn into the ground. (This, of course, would lead to very serious consequences, including possible loss of life and environmental damage.) Refuelling can be done by removing fuel bundles from the pressure tubes and replacing them with new bundles. Heavy water is used as the moderator in a reactor. Heavy water contains deuterium, an isotope of hydrogen having one neutron in the nucleus. Heavy water also transfers heat from the fuel into a heat exchanger which heats ordinary water to produce steam. The steam produced is used to turn turbines which are connected to electric generators. Condensers change the steam back into water so it can be cycled back to the steam generator. If excess heat builds up in the calandria, the heavy water can be drained out. This causes the chain reaction to stop, because the moderator is no longer present. Supporters of the use of nuclear energy feel that it is a safe and effective way to produce energy.
With the demand for energy Increasing, and the problems associated with burning fossil fuels, such as acid precipitation and the greenhouse effect, they regard the use of nuclear energy as being necessary.

Nuclear energy avoids some of the problems of generating hydro-electric power. Flooding land to build dams creates environmental and social problems. The use of nuclear energy may avoid the need for long transmission lines. Nuclear plants can be built in relatively close proximity to where the power is needed. Nuclear energy produces very small amounts of waste by volume. The radioactive materials can be concentrated for storage and monitoring in one place. Poisonous metals (such as arsenic, lead, and mercury), toxic gases, carbon dioxide, and fly ash are not released into the atmosphere.
Critics of the use of nuclear energy cite various problems with its use. The opposition to the use of nuclear energy has grown so strong in recent years, that some reactors have been shut down. Other reactors scheduled for development have been delayed or were never completed because of the social and political pressure exerted by the antinuclear lobby. The debate continues. The Chernobyl nuclear accident lead to a justifiable scepticism about any claims of the safety of nuclear reactors, particularly if those claims come from spokespersons of the industry, who often cite the strict controls and regulations faced by the industry. Used nuclear fuel is both hot and radioactive. It is stored under water in large cooling pools for up to two years after use, until it cools. Some of the used fuel will still remain radioactive for up to several thousand years. This concerns many people. The storage of used fuel is a contentious issue for those concerned about the protection of the environment. No ideal solution has yet been developed to dispose the waste. Current proposals for waste management merely offer temporary storage solutions until better methods become available. Storage of waste in underground salt mines offers one possible solution. Arguments for or against the use of nuclear energy should be based on reason—not emotion. One needs to remain open-minded, listening carefully to the arguments presented by those who hold a different position.
If one examines the uses of energy since before the Industrial Revolution, it becomes apparent that the major source used has changed throughout time, based on economics, the development of new technologies, and a variety of other factors. Some of these same factors are at work today, determining which sources of energy will be most advantageous to use in the future. A concern for the protection of the environment needs to play a prominent role whenever decisions which might have an adverse affect on the environment are being considered. Alternative solutions to problems need to be examined with regard to their environmental impact. One very important strategy is to promote conservation.
Instead of demanding more and more energy, at the expense of the environment and our resources, individuals, institutions, and government all have to search for ways to conserve energy. If everyone strives to use energy wisely, existing resources will last longer. Less damage to the environment will occur

Tritium ( ³ H) is essential to the construction of boosted-fission nuclear weapons. A boosted weapon contains a mixture of deuterium and tritium, the gases being heated and compressed by the detonation of a plutonium or uranium device. The D-T mixture is heated to a temperature and pressure such that thermonuclear fusion occurs. This process releases a flood of 14 MeV neutrons which cause additional fissions in the device, greatly increasing its efficiency.

The low energy of the beta decay means that tritium is not an external radiation hazard because the charged decay products are stopped by 0.2 mil of water or a similar shield. However, tritium can pose an internal radiation hazard if tritiated water vapor is inhaled or absorbed through the skin. Because of its higher mass and consequent lower chemical activity, tritium gas is less strongly absorbed by the body, whether through the lungs or the skin.

Nuclear physics experiments in which tritium is compared to ³He have been important to our understanding of fundamental properties of the nuclear force. Tritium is rare in nature because of its 12.4-year half-life. It is produced by cosmic radiation in the upper atmosphere where it combines with oxygen to form water. It then falls to earth as rain, but the concentration is too low to be useful in a nuclear weapons program. Most tritium is produced by bombarding ⁶Li [ ⁶ Li(n, a) ³ H] with neutrons in a reactor; it is also produced as a byproduct of the operation of a heavy-water-moderated reactor when neutrons are captured on the deuterons present. It has been suggested that it may be feasible to produce tritium in an accelerator (electronuclear breeder) in which protons bombard an appropriate target. Tritium can be stored and shipped as a gas, a metal hydride (e.g., of titanium) or tritide, and trapped in zeolites (hydrated aluminum silicate compounds with uniform size pores in their crystalline structure). Stainless-steel cylinders with capacities up to 5.6 ' 10 ⁷ GBq (1.5 MCi) of tritium gas are used for transportation and storage and must be constructed to withstand the additional pressure which will build up as tritium gradually decays to 3 He. All five declared nuclear weapon states must have the underlying capability to manufacture and handle tritium, although the United States has shut down its production reactors due to safety considerations. Canada manufactures tritium as a byproduct of the operation of CANDU reactors. In principle, limited amounts of tritium could be made in any research reactor with the ability to accept a target to be irradiated

Heavy water is the key to one type of reactor in which plutonium can be bred from natural uranium. As such, the production of heavy water has always been monitored, and the material is export controlled. In addition, a source of deuterium is essential for the production of tritium and ⁶LiD, two ingredients of thermonuclear weapons. A nation seeking large quantities of heavy water probably wishes to use the material to moderate a reactor, and may be planning to produce plutonium. However, CANDU (CANadian Deuterium Uranium) reactors designed and built in Canada are used for commercial electric power production.

Heavy water, D²O, is water in which both hydrogen atoms have been replaced with deuterium, the isotope of hydrogen containing one proton and one neutron. It is present naturally in water, but in only small amounts, less than 1 part in 5,000. Heavy water is one of the two principal moderators which allow a nuclear reactor to operate with natural uranium as its fuel. The other moderator is reactor-grade graphite (graphite containing less than 5 ppm boron and with a density exceeding 1.50 gm/cm 3 ). The first nuclear reactor built in 1942 used graphite as the moderator; German efforts during World War II concentrated on using heavy water to moderate a reactor using natural uranium.

The importance of heavy water to a nuclear proliferator is that it provides one more route to produce plutonium for use in weapons, entirely bypassing uranium enrichment and all of the related technological infrastructure. In addition, heavy-water-moderated reactors can be used to make tritium.

Although one speaks of "making" heavy water, deuterium is not made in the process; rather, molecules of heavy water are separated from the vast quantity of water consisting of H²O or HDO (singly deuterated water), and the "dross" is discarded. Alternatively, the water may be electrolyzed to make oxygen and hydrogen containing normal gas and deuterium. The hydrogen can then be liquefied and distilled to separate the two species. Finally, the resulting deuterium is reacted with oxygen to form heavy water. No nuclear transformations occur.

The production of heavy water in significant amounts requires a technical infrastructure, but one which has similarities to ammonia production, alcohol distillation, and other common industrial processes. One may separate heavy water directly from natural water or first "enrich" the deuterium content in hydrogen gas. It is possible to take advantage of the different boiling points of heavy water (101.4 °C) and normal water (100 °C) or the difference in boiling points between deuterium (-249.7 °C) and hydrogen (-252.5 °C). However, because of the low abundance of deuterium, an enormous amount of water would have to be boiled to obtain useful amounts of deuterium. Because of the high heat of vaporization of water, this process would use enormous quantities of fuel or electricity. Practical facilities which exploit chemical differences use processes requiring much smaller amounts of energy. Separation methods include distillation of liquid hydrogen and various chemical exchange processes which exploit the differing affinities of deuterium and hydrogen for various compounds. These include the ammonia/hydrogen system, which uses potassium amide as the catalyst, and the hydrogen sulfide/water system (Girdler Sulfide process).

Separation factors per stage are significantly larger for deuterium enrichment than for uranium enrichment because of the larger relative mass difference. However, this is compensated for because the total enrichment needed is much greater. While ²³⁵U is 0.72 percent of natural uranium, and must be enriched to 90 percent of the product, deuterium is only .015 percent of the hydrogen in water and must be enriched to greater than 99 percent. If the input stream has at least 5 percent heavy water, vacuum distillation is a preferred way to separate heavy from normal water.

This process is virtually identical to that used to distill brandy from wine. The principal visible difference is the use of a phosphor-bronze packing that has been chemically treated to improve wettability for the distillation column rather than a copper packing. Most organic liquids are non-polar and wet virtually any metal, while water, being a highly polar molecule with a high surface tension, wets very few metals. The process works best at low temperatures where water flows are small, so wetting the packing in the column is of particular importance. Phosphor-bronze is an alloy of copper with .02-.05 percent lead, .05-.15 percent iron, .5-.11 percent tin, and .01-.35 percent phosphorus.

Heavy water is produced in Argentina, Canada, India, and Norway. Presumably, all five declared nuclear weapons states can produce the material. The first commer-cial heavy water plant was the Norsk Hydro facility in Norway (built 1934, capacity 12 metric metric tons per year); this is the plant which was attacked by the Allies to deny heavy water to Germany. As stated above, the largest plant, is the Bruce Plant in Canada (1979; 700 metric tons/year). India's apparent capacity is very high, but its program has been troubled. Accidents and shutdowns have led to effective limitations on production. The Bruce Heavy Water Plant in Ontario, Canada, is the world's largest producer of D²O. It uses the Girdler Sulfide (GS) process which incorporates a double cascade in each step. In the upper ("cold," 30-40 °C) section, deuterium from hydrogen sulfide preferentially migrates into water. In the lower ("hot," 120-140 °C) section, deuterium preferentially migrates from water into hydrogen sulfide. An appropriate cas-cade arrangement actually accomplishes enrichment. In the first stage the gas is enriched from 0.015% deuterium to 0.07%. The second column enriches this to 0.35% , and the third column achieves an enrichment between 10% and 30% deuterium. This product is sent to a distillation unit for finishing to 99.75% "reactor-grade" heavy water. Only about one-fifth of the deuterium in the plant feed water becomes heavy water product. The production of a single pound of heavy water requires 340,000 pounds of feed water

Background Radiation : تابش زمینه

1.    در بحث ترازها و اثرات تابش، این واژه مربوط به ترازهای کلی طبیعی و تابش ساختگی در مقابل مولفه های تابش اضافه شده خاصی، باید در نظر گرفته شود.

2.    در بحث تکنیک های اندازه گیری تابش، این واژه همچنین شامل قرائت(اندازه گرفتن)های مزاحم به علت خصوصیت "نویز-پارازیت" وسایل و دستگاهای برقی و هم چنین آلودگی های رادیواکتیو موضعی هست.

Becquerel, Bq : بکرل

واحد فعالیت در سیستم SI است. یک بکرل هم ارز با یک فروپاشی بر ثانیه یا تقریبا 2.7*10^-11 کوری است.

Beta Particle, (β) : ذره بتا

یک الکترون یا پوزیترون تابش شده از یک هسته در انواع خاص فروپاشی های هسته ای( واپاشی بتا).

Beta Particles : ذرات بتا

ذرات باردار منفی تابش شده از یک اتم. ذرات بتا جرم و باری برابر با یک الکترون دارند. آنها ذرات خیلی سبک(حدود 2000 بار جرمی کمتر از پروتون دارند) و بار -1 دارند. بخاطر جرم کم و بار واحد ذرات بتا می توانند از ذرات آلفا عمق بیشتری نفوذ کنند. چند میلیمتر از آلومینیوم می تواند ذرات بتا را متوقف کند.

دیکشنری هسته ای

حروفی که با B شروع میشوند در ادامه مطلب هست

Activity : فعالیت

تعداد فروپاشی های هسته ای، که در واحد زمان در مقداری ماده رادیواکتیو اتفاق می افتد. فعالیت برحسب کوری یا بکرل اندازه گیری می شود. اغلب بطور بی ربط به معنی "پرتوزایی" هم استفاده می شود.

Alpha : آلفا

ذرات باردار مثبت تابش شده از هسته یک اتم. ذرات آلفا نسبتا بزرگ و خیلی سنگین هستند. بخاطر بار مثبت قوی و جرم زیاد، ذرات آلفا نمی توانند به داخل هر ماده ای نفوذ کنند. یک ورق کاغذ یا یک اینچ(1 in=2.54 cm) هوا معمولا می توانند ذرات آلفا را متوقف کنند.

Alpha Particle : ذره آلفا

ذره بارداری با بار2 و جرمی 4 برابر واحد جرم اتمی. در واپاشی بیشتر هسته های سنگین تابش می شود و تشکیل دهنده هسته هلیوم است، که شامل 2 پروتون و 2 نوترون است.

 Anti Particle : پاد ماده

یک ذره که بار مخالف دارد، اما ازجهات دیگه با ذره اصلی یکسان است.

Atom : اتم

یک اتم کوچکترین جزء یک عنصر است، که خواص شیمیایی آن عنصر را داراست. یک اتم شامل هسته مرکزی نسبتا سنگینی از پروتون و نوترون است که بار الکتریکی مثبت دارد، که الکترونها در مدارهای نسبتا بزرگی حول آن حرکت می کنند.

Atomic : اتمی

دقیقا وابستگی به رفتار و خواص اتمها-هسته و الکترونهای مداری. معمولا واژه مترادف با "هسته ای" هست، مثلا نظیر "انرژی اتمی".

Atomic Mass Unit(AMU) : واحد جرم اتمی

یک دوازدهم(1/12) جرم اتم کربن 12( C¹²). تقریبا جرم یک پروتون یا نوترون ایزوله شده است.

Atomic Number(Z) : عدد اتمی

تعداد پروتون های موجود در هسته اتمهای یک عنصر.

Atomic Weight : وزن اتمی

جرم متوسط اتمهای یک عنصر در فراوانی ایزوتوپ طبیعی نسبت به دیگر اتمها، که اتم کربن12 را به عنوان پایه می گیرند. تقریبا برابر با تعداد پروتون ها و نوترون ها در هسته است.

Chain Reaction : واکنش زنجیره ای

واکنشی که شروع شده، و مواد لازم برای ادامه واکنش را فراهم می سازد. به عنوان مثال واکنش شکافت هسته ای شروع شده، نوترون هایی را رها می سازد که باعث بیشتر شده شکافت هسته ها می شود و به نوبه خود نوترون های بیشتری رها می سازد و به همین ترتیب(ادامه می یابد).

Cerenkov Radiation : تابش چرنکوف

نور تابیده شده از ذرات باردار وقتی که این ذرات با سرعتی بیش از سرعت نور در محیط وارد محیط شفاف می شوند. این نور در نردیکی چشمه های رادیواکتیو قوی آبی روشن بنظر میرسد، همانطوری که عناصر سوختی ذخیره شده در آب می درخشند.

Counter : کنتور یا شمارشگر

وسیله ای برای شمارش پالس هاس تابش یا پالس های الکتریکی است، که آنها را به شکل دیجیتالی نمایش و ضبط می کند. (ر.ک Scaler و Ratemeter). CPM(نعدا شمارش ها بر حسب دقیقه) : واحد اندازه گیری که معمولا برای اندازه گرفتن تابش آلفا و بتا استفاده می شود.

Critical Organ : اندام بحرانی

آن قسمتی از بدن انسان که بیشتر در معرض خسارت دیدن قرار می گیرد، که بوسیله رادیونوکلید معینی در بدن قرار گرفته یا بوسیله تابشی از یک چشمه خارجی است.

Curie, Ci : کوری

واحد فعالیت است؛ 1 گرم از ماده رادیواکتیو رادیوم226 است. در سیستم SI واحد بکرل (Bq) جای کوری را گرفته است؛ که برابر با 1 واپاشی بر ثانیه است.

Cyclotron : (شتابدهنده) سیکلوترون

یک شتابدهنده که ذرات باردار مسیر مارپیچی را در میدان مغناطیسی دنبال می کنند و بوسیله یک میدان الکتریکی نوسانی شتاب داده می شوند.(ر.ک Synchrotron )

نویسنده:   مجید میرزایی     majid_mirzaei@nt.iust.ac.ir     

واژه هاي كليدي: نشت يابي- ردياب- راديواکتيو

مقدمه

امروزهصنايعبزرگوكوچكدركشورهايپيشرفتهدرمقياسزياديازروشهايهستهاي،عمدتاًجهتاندازه گيريوكنترلمحصولاتخوداستفادهمينمايند.باتوجهبهاينكهبيشترعناصرميتوانندراديواكتيوشوندوباتوجه بهخاصيترديابيراديوايزوتوپ هاميتوانمادهموردنظرراراديواكتيوكردهوسپسردآن رابرايمنظورهايخاصي كه موردنظر است، تعقيب نمود.ازاين خاصيت مي توان براي نشت يابي درخطوط لوله هاي زيرزميني انتقال نفت بادقت بالا استفاده كرد.

انتخاب ردیاب

يكرديابمناسبجهتاستفادهدرصنايعبايددارايمشخصاتزيرباشد:

سازگاری شیمیایی با موادی که ردیابی می شوند، نیم عمر مناسب با زمان انجام آزمایش، فعالیت (اکتیویته) مشخص، نوع و انرژی تابش گسیل شده، دسترس پذیر بودن و هزینه تولید.

وسایل رادیو ایزوتوپی دارای چند مزیت بزرگ هستند: .....

لینک دانلود PDF مقاله      دانلود

An experimental technique that involves measuring the manner in which the likelihood of occurrence (or intensity or cross section) of a particular decay or collision process depends on the directions of two or more radiations associated with the process. Traditionally, these radiations are emissions from the decay or collision process. However, a variant on this technique in which the angular correlations are between an incident and emitted beam of radiation has been widely used; this variant is known as angular distributions.

The fundamental reason for performing such measurements, rather than just scrutinizing a single radiation in a particular direction or measuring the total intensity for a process, is that the angular correlation or angular distribution measurement provides much more information on both the decay or collision process and on the structure and properties of the emitter of the radiation. The technique is used to study a variety of decay and collision processes in atomic and molecular physics, condensed-matter (solid-state) and surface physics, and nuclear and particle physics.

The principal use of this technique in nuclear physics has been to determine the angular momentum, or spin, and parity of excited nuclear states which are radioactive, that is, decay spontaneously, by measuring in coincidence the radiation in specific directions from two successive transitions in the radioactive cascade. The measurements are generally of coincidences between gamma rays, but coincidences between gamma rays and electrons (beta particles) are also used. The form of the angular correlation, the measured intensity as a function of the angle between the two radiations, gives the information about the intermediate excited state in the cascade. .

In atomic and molecular collisions as well as in nuclear and particle collisions, this technique is employed as a means of completely specifying the dynamics of the collision, with the added proviso that the energies of the emitted radiations are also to be measured. Wide use has been made of angular correlations in the impact ionization of atoms by electrons where the directions of both the scattered electron and the ejected electron are measured

برای دیدن به ادامه مطلب بروید

دانلود http://www.uplooder.net/cgi-bin/dl.cgi?key=112b182ad462946e359f7d8b62efe61a

بخش اول

بخش دوم

روش نوترون درمانی با بور-10

مجید میرزایی^*

*  گروه فیزیک هسته ای، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران

پست الکترونیکی: majid_mirzaei@nt.iust.ac.ir

چکیده

درمان ایده­آل سرطان باید به نحوی باشد که تمام سلول­های سرطانی مورد حمله قرار گیرد، بدون آنکه به بافت­های سالم آسیبی برسد. اگرچه امروزه روش­های تراپی (درمانی) مانند جراحی، رادیوتراپی و شیمی درمانی توانسته­اند برخی انواع سرطان­ها را درمان کنند، ولی درمان برخی سرطان­ها هنوز نا­موفق مانده است. آزمایش جدیدی برای درمان سرطان که "درمان بوسیله گیر­اندازی نوترون توسط بور" یا BNCT­ نام دارد، روشی امید­بخش است. نوترون­درمانی با بور يكي از روش­هاي كارا و مؤثر در درمان تومورهاي عمقي است. از اين روش بخصوص در درمان تومورهايي كه در نقاط حساس نظير مغز ايجاد شد­­ه­اند، استفاده مي­شود. براي انجام اين نوع درمان به نوترون­هاي فوق گرمايي با شار بالا نياز است.

برای دریافت کامل مقاله به لینک زیر بروید

روش نوترون درمانی با بور-10

پاور پوینت درباره سیکلوترون

دانلود

محققان یک گام به فهم هسته اتم ناپایدار نزدیک تر شدند. یک تیم از محققان از RIKEN،  دانشگاه توکیو و موسسات دیگر در ژاپن و ایتالیا گواهی برای عدد جادویی هسته ای جدیددر ایزوتوپ ناپایدار، پرتوزا ⁵⁴Ca  تهیه کرده اند. در مطالعه منتشر شده در ژورنال Nature آنها نشان دادند که ⁵⁴Ca اولین هسته شناخته شده با 34 نوترون است که N=34 یک عدد جادویی می باشد.

DALI2 آرایش آشکارساز گاما پرتو گاما در کارخانه باریکه ایزوتوپ رادیواکتیو، ژاپن، که برای استنتاج انرژی های ترازهای برانگیخته هسته ای گزارش شده در مطالعه حاضر استفاده شد.

پروتون ها  و نوترون های داخل هسته اتمی ساختار پوسته ای را به روشی شبیه به الکترون ها در اتم نمایش می دهند. برای هسته های بطور طبیعی پایدار، این پوسته های هسته ای بطور کامل پر می شوند وقتی تعداد پروتون ها یا تعداد نوترون ها برابر با اعداد جادویی 2،8،20،28،50،82 یا 126 باشد.

هرچند، این اخیرا نشان داده شده است که اعداد جادویی مرسوم، که تصور می شد قوی و مشترک برای همه هسته ها باشد، می تواند در واقع تغییر در هسته ناپایدار، پرتوزا باشد که یک ناتوازنی بزرگ از پروتون ها و نوترون ها دارد.

در مطالعه حاضر توسط David Steppenbeck که از مرکز مطالعه هسته ای رهبری شد، دانشگاه توکیو، تیم محققان روی ⁵⁴Ca متمرکز شدند، که 20 پروتون و 34 نوترون در هسته اش دارد. آنها قادر بودند این هسته ها را مطالعه کنند با کمک از کارخانه باریکه ایزوتوپ پرتوزا (RIBF) در RIKEN ،  که شدیدترین باریکه های موجود در جهان را تولید می کند.

در آزمایش آنها، یک باریکه پرتوزای ترکیب شده از هسته های متحرک اسکاندیوم 55 و تیتانیوم 56 در حدود 60% سرعت نور، انتخاب شده و بوسیله جداساز قطعه ای BigRIPS، بخشی از RIBF، خالص شدند. باریکه پرتوزا روی هدف ساخته شده از بریلیوم متمرکز شده بود. داخل این هدف، تکه تکه شدن پرتابه از هسته های 55Sc و 56Ti اتفاق می افتد، هسته های پرتوزای جدید بیشماری می سازد، بعضی از این ها در حالت های برانگیخته هستند. محققان انرژی ؟ پرتو گسیل شده از حالات برانگیخته هسته های پرتوزا  با استفاده از یک آرایش 186 تایی آشکارساز حول هدف واکنش را اندازه گرفتند.

سیکلوترون حلقوی ابررسانا در کارخانه باریکه ایزوتوپ پرتوزا، ژاپن، که برای شتاب باریکه هسته ای روی-70 گطارش شده در مطالعه حاضر استفاده شد.

 نتایج آزمایش نشان داد که اولین حالت برانگیخته ⁵⁴Ca در انرژی نسبتا بالایی قرار می گیرد، که مشخصه شکاف پوسته ای هسته ای بزرگ است، پس نشان می دهد که N=34 در ⁵⁴Ca یک عدد جادویی جدید است، همانطور که از نظر تئوری توسط گروه دانشگاه توکیو در سال 2001 پیش بینی شده بود. با انجام یک مقایسه جزیی تر برای تئوری هسته ای محققان قادر بودند نشان دهند که عدد جادویی N=34 به همان اندازه شکاف های پوسته ای هسته ای دیگر قابل توجه است.

David Steppenbeck توضیح می دهد" اندازه گیری جدید ما داده های کلیدی از فهم هسته های غنی از نوترن فراهم می کند و سنجاق کردن رفتار نیروهای هسته ای در سیستم های دور از پایداری کمک خواهد کرد".

او اضافه می کند" غنی سازی دانش ما از هسته های بسیار ناپایدار و نیروهای نوکلئون-نوکلئون که تحول پوسته هسته ای را می دهد و ظهور یا ناپدید شدن اعداد جادویی هسته ای در هسته های پرتوزا نقش مهمی را در فهم فرایندهای اخترفیزیکی از قبیل سنتز هسته ای در ستارگان بازی می کند".

منبع:http://phys.org

مترجم: http://reactorphysics.blogfa.com

 Nuclear Reactor Analysis    Duderstadt Hamilton

دانلود

آدرس برخی سایتهای مورد استفاده پژوهشگران و دانشجویان فعال در زمینه فیزیک هسته ای کاربردی در قسمت زیر و در بخش پیوندهای وبلاگ آمده است. سایتهای زیر بسیار مفید بوده و برای افراد متخصص کارایی فوق العاده زیادی در تسریع محاسبات تامین خواهد کرد.

دانلود نرم افزار اطلاعات رادیوایزوتوپها شامل پرتوهای گسیلی، نوع و دختر واپاشی و...

  http://www.radprocalculator.com/RadDecay.aspx

یون: Ion

اتمی که یکی یا تعدادی از الکترون های مداری خود را ازدست داده یا جذب کرده باشد، بنابراین از نظر الکتریکی باردار شده است.

یونیزاسیون: Ionization

فرایندی که بوسیله اتم های خنثای مولکول ها به به جفت هایی باردار شده با بار مخالف تقسیم می شوند مثل یون ها.

محفظه یونش: Ionization Chamber

یک وسیله برای اندازه گیری شدت تابش یونیزان. تابش گاز داخل محفظه را یونیزه می کند و آهنگی که یون ها (روی الکترودهای باردار شده با بار مخالف) جمع می شوند را با یک جریان الکتریکی اندازه گیری می کند.

تابش یونیزان: Ionizing Radiation

تابشی که الکترون های مداری را از اتمها می کند، بنابراین جفت های یونی می سازند. ذرات آلفا و بتا یونیزان چگال تری نسبت به پرتوهای گاما و X با انرژی مشابه می باشند. نوترون ها بطور مستقیم یونیزاسیون نمی شوند.

ایزوتوپ ها:  Isotopes

اتمهایی از یک عنصر مشابه که وزن اتمی متفاوتی دارند بخاطر تفاوت در تعداد نوترون ها در هسته هایشان. ایزوتوپ ها عدد اتمی یکسان دارند اما عدد جرمی متفاوت. (یک تعریف مفید و کاری "اتمهایی که بیرون یکسان اما درون متفاوتی دارند" است).

Powered By
  BLOGFA.COM