کلوپ شیمی

مقدمه هنگامي كه ريچارد اسملي ( Richard Smally ) برندة جايزة نوبل، بالك مينسترفلورسنس را در سال 1985 در دانشگاه رايس كشف نمود،‌ انتظار اندكي داشت كه تحقيق او بتواند صنعت نفت را متأثر سازد. سازمان انرژي آمريكا ( DOE ) سرمايه‌گذاري خود را در قسمت فناوري نانو با 62 درصد افزايش داد تا مطالعات لازم در زمينة‌ موادي با نام‌هاي باكي‌بال‌ها ( Bulky Balls ) و باكي‌تيوب‌ها ( Bulky Tubes )‌ استوانه‌هاي كربني كه داراي قطر متر مي‌باشند صورت گيرد. نانولوله‌هاي كربني با وزني در حدود وزن فولاد، صد برابر مستحكم ­ تر از آن بوده، داراي رسانش الكتريكي معادل با مس و رساني گرمايي هم ارز با الماس مي‌باشند. نانوفيلترها مي‌توانند به جداسازي مواد در ميدان‌هاي نفتي كمك كنند و كاتاليست‌هاي نانو مي‌توانند تأثير چندين ميليارد دلاري در فرآيند پالايش به‌دنبال داشته باشند. از ساير مزاياي نانولوله‌هاي كربني مي‌توان به كاربرد آن‌ها در تكنولوژي اطلاعات (‌ IT ) نظير ساخت پوشش‌هاي مقاوم در مقابل تداخل‌هاي الكترومغناطيسي، صفحه‌هاي نمايش مسطح، مواد مركب جديد و تجهيزات الكترونيكي با كارآيي زياد اشاره نمود.

علم نانو يك تحول بزرگ در مقياس بسيار كوچك

بسياري از محققان و سياستمداران جهان معتقدند كه علم نانو مي‌تواند تحولات اساسي در صنعت جهاني ايجاد نمايد صنعت نفت نيز از پيشرفت اين تكنولوژي بهره‌مند خواهد گشت.

علم نانو مي‌تواند به بهبود توليد نفت و گاز با تسهيل جدايش نفت وگاز در داخل مخزن كمك نمايد. اين كار با درك بهتر فرآيندها در سطوح مولكولي امكانپذير مي‌باشد. با توجه به اينكه نانو مربوط به ابعادي در حدود متر مي‌باشد، نانوتكنولوژي به مفهوم ساخت مواد و ساختارهاي جديد توسط مولكول‌ها و اتم‌ها در اين مقياس مي‌باشد.

خوشبختانه كاربردهاي عملي نانو در صنعت نفت جايگاه‌ ويژه‌اي دارند. نانوتكنولوژي ديدگاه‌هاي جديد جهت استخراج بهبوديافتة نفت فراهم كرده است. اين تكنولوژي به جدايش موثرتر نفت و آب كمك مي‌كند . با افزودن موادي در مقياس نانو به مخزن مي‌توان نفت بيشتري آزاد نمود. همچنين مي‌توان با گسترش تكنيك‌هاي اندازه‌گيري توسط سنسورهاي كوچك،‌ اطلاعات بهتري دربارة مخزن بدست آورد.

مواد نانو

صنعت نفت تقريباً در تمام فرآيندها احتياج به موادي مستحكم و مطمئن دارد. با ساخت موادي در مقياس نانو مي‌توان تجهيزاتي سبكتر، مقاومتر و محكم‌تر از محصولات امروزي توليد نمود. شركت نانوتكنولوژي GP در هنگ‌كنگ يكي از پيشگامان توسعة كربيد سيليكون، يك پودر سراميكي در ابعاد نانو مي‌باشد.

با استفاده از اين پودرها مي‌توان مواد بسيار سختي توليد نمود. اين شركت در حال حاضر مشغول مطالعه و تحقيق بر روي ساير مواد مركب مي‌باشد و معتقد است كه مي‌توان با نانوكريستال‌ها تجهيزات حفاري بادوامتر و مستحكم‌تري توليد كرد. همچنين متخصصان اين شركت يك سيال جديد حاوي ذرات و نانوپودرهاي بسيار ريز توليد نموده‌اند كه به‌طور قابل توجهي سرعت حفاري را بهبود مي‌بخشد. اين مخلوط آسيب‌هاي وارده به ديوارة مخزن در چاه را حذف نموده و قابليت استخراج نفت را افزايش مي‌بخشد.

آلودگي

آلودگي توسط مواد شيميايي و يا گازهاي آلاينده يك مبحث بسيار دشوار در توليد نفت و گاز مي‌باشد. نتايج بدست‌آمده از تحقيقات دانشمندان حاكي از آن است كه نانوتكنولوژي مي‌تواند تا حد مطلوبي به كاهش آلودگي كمك كند. در حال حاضر فيلترها و ذراتي با ساختار نانو در حال توسعه مي‌باشند كه مي‌توانند تركيبات آلي را از بخار نفت جدا سازند. اين نمونه‌ها عليرغم اينكه اندازه‌اي در حدود چند نانومتر دارند، داراي سطح بيروني وسيعي بوده و قادر به كنترل نوع سيال گذرنده از خود مي‌باشند. همچنين كاتاليست‌هايي با ساختار نانو جهت تسهيل در جداسازي سولفيد هيدروژن، آب، مونوكسيدكربن، و دي‌اكسيد كربن از گاز‌طبيعي در صنعت نفت بكار گرفته مي‌شوند. در حال حاضر مطالعاتي بر روي نمونه‌هايي از خاك رس در ابعاد نانو و جهت تركيب با پليمرهايي صورت مي‌پذيرد كه بتوانند هيدروكربن‌ها را جذب نمايند. بنابراين مي‌توان باقيمانده‌هاي نفت را از گل حفاري جدا نمود.

سنسورهاي هيدروژن خود تميز كننده

خواص فوتوكاتاليستي نانوتيوب‌هاي تيتانيا در مقايسه با هر فرمي از تيتانيا بارزتر مي‌باشد، بطوري‌كه آلودگي‌هاي ايجادشده تحت تابش اشعة ماوراء بنفش به‌طور قابل توجهي از بين مي‌روند. تا اينكه سنسورها بتوانند حساسيت اصلي خود نسبت به هيدروژن را حفظ نمايد. تحقيقات انجام‌گرفته در اين زمينه حاكي از آن است كه نانوتيوب‌هاي تيتانيا داراي يك مقاومت الكتريكي برگشت‌پذير مي‌باشند، بطوري‌كه اگر هزار قطعه از آن‌ها در مقابل يك ميليون‌ اتم هيدروژن قرار بگيرند، مقاومت الكتريكي آن در حدود يكصد ميليون درصد افزايش مي‌يابد.

سنسورهاي هيدروژن بطور گسترده‌اي در صنايع شيميايي، نفت و نيمه‌رساناها مورد استفاده قرار مي‌گيرند. از آنها جهت شناسايي انواع خاصي از باكتري‌هاي عفونت‌زا استفاده مي‌گردد. به‌ هر حال محيط‌هايي نظير تأسيسات و پالايشگاه‌هاي نفتي كه سنسورهاي هيدروژن از كاربردهاي ويژه‌اي برخوردار مي‌باشند، مي‌توانند بسيار آلوده و كثيف باشند اين سنسورهاي هيدروژن نانوتيوب‌هاي تيتانيا هستند كه توسط يك لاية غيرپيوسته‌اي از پالاديم پوشانده شده‌اند. محققان اين سنسورها را به مواد مختلفي نظير اسيد استريك ( يك نوع اسيد چرب )‌، دود سيگار و روغن‌هاي مختلفي آلوده نمودند و سپس مشاهده كردند كه تمام اين آلوده‌كننده‌ها در اثر خاصيت فوتوكاتاليستي نانوتيوب‌ها از بين مي‌روند. حد نهايي آلودگي‌ها زماني بود كه دانشمندان اين سنسورها را در روغن‌هاي مختلفي غوطه‌ور ساخته و سنسورها توانستند خواص خود را بازيابند. محققان سنسورها را در دماي اتاق به مقدار هزار قطعه در مقابل يك ميليون ‌اتم هيدروژن در معرض اين گاز قرار دادند و مشاهده نمودند كه در طرح‌هاي اولية سنسور مقاومت الكتريكي آن به ميزان 175000 درصد تغيير مي‌كند. سپس سنسورها را توسط لايه‌اي به ضخامت چندين ميكرون از روغن موتور پوشاندند تا بطور كلي حساسيت آن‌ها نسبت به هيدروژن از بين برود. سپس اين سنسورها را در هواي عادي به ‌مدت 10 ساعت در معرض نور ماوراء بنفش قرار دادند و پس از يك ساعت مشاهده نمودند كه سنسورها مقدار قابل توجهي از حساسيت خود را بدست آورده‌ و پس از گذشت 10 ساعت تقريباً بطور كامل به وضعيت عادي خود بازگشتند.

عليرغم قابليت بازگشتي بسيار مناسب اين سنسورها نمي‌توانند پس از آلودگي به انواع خاصي از آلوده‌كننده‌ها حساسيت خود را باز يابند براي مثال روغن WQ -40 به علت دارابودن مقداري نمك خاصيت فوتوكاتالسيتي نانوتيوب‌ها را تا حد زيادي از بين مي‌برد.

با افزودن مقدار اندكي از فلزات مختلف نظير قلع، طلا، نقره، مس و نايوبيم، يك گروه متنوعي از سنسورهاي شيميايي بدست مي‌آيند. اين فلزات خاصيت فوتوكاتاليستي نانوتيوب‌هاي تيتانيا را تغيير مي‌دهند. به هر حال سنسورها در يك محيط غيرقابل كنترل در دنياي واقعي توسط مواد گوناگوني نظير بخار‌هاي آلي فرار، دودة كربن و بخارهاي نفت و همچنين گرد و غبار آلوده مي‌گردند. قابليت خودپاك‌كنندگي اين سنسورها طول عمر آن‌ها را افزايش و از همه مهمتر خطاي آنها را كاهش مي‌دهد.

سنسورهاي جديد در خدمت بهبود استخراج نفت

براساس آخرين اطلاعات چاپ شده توسط سازمان انرژي آمريكا، استخراج نفت در حدود دو سوم از چاه‌هاي نفت آمريكا اقتصادي نمي‌باشد. با توجه به دما و فشار زياد در محيط‌هاي سخت زيرزميني، سنسورهاي قديمي الكتريكي و الكترونيكي و ساير لوازم اندازه‌گيري قابل اعتماد نمي‌باشند و در نتيجه شركت‌هاي استخراج‌ كنندة‌ نفت در تهية ‌اطلاعات لازم و حساس جهت استخراج كامل و مؤثر نفت از مخازن با برخي مشكلات مواجه مي‌باشند.

در حال حاضر محققان در آزمايشگاه فوتونيك دانشگاه صنعتي ويرجينيا در حال توسعة يك‌سري سنسورهاي قابل اعتماد و ارزان از فيبرهاي نوري جهت اندازه‌گيري فشار، دما، جريان نفت و امواج آكوستيك در چاه‌هاي نفت مي‌باشند. اين سنسورها به‌علت مزايايي نظير اندازة كوچك ،‌ايمني در قبال تداخل الكترومغناطيسي ، قابليت كارآيي در فشار و دماي بالا و همچنين محيط‌هاي دشوار، مورد توجه بسيار قرار گرفته‌اند. از همه مهم‌تر اينكه امكان جايگزيني و تعويض اين سنسورها بدون دخالت در فرآيند توليد نفت و باهزينة‌ مناسب فراهم مي‌باشد. در حال حاضر عمل جايگزيني و تعويض سنسورهاي قديمي در چاه‌هاي نفت ميليون‌ها دلار هزينه در پي دارد. سنسورهاي جديد از نظر توليد بسيار مقرون ‌به صرفه بوده و اندازه‌گيري‌هاي دقيق‌تري ارائه مي‌دهند.

انتظار مي‌رود كه تكنولوژي اين سنسورها توليد نفت را با ارائه اندازه‌گيري‌هاي دقيق و قابل اعتماد و كاهش ريسك‌هاي همراه با اكتشاف و حفاري نفت بهبود بخشد. همچنين سنسورهاي جديد به‌علت برخي كاربردهاي ويژه نظير استخراج دريايي و افقي نفت، جايي كه بكاربستن سنسورهاي قديمي در چنين شرايطي بسيار مشكل مي‌باشد، از توجه ويژه‌اي برخوردارند

خطرات و دانستنی ها

تصویر یک مصرف کننده کراک

کرک
(Crack)
 که گاهی راک
(Rock)
 نیز نامیده میشود، ماده ای محرک است که از تصفیه کوکائین به دست می آید و به اشکال مختلف تدخین (استنشاق دود) میشود.

خطر کرک در چیست؟
یقینا یکی از آشناترین جملات در رابطه با سوء مصرف مواد مخدر و محرک این است که شخص به محض استفاده از آن، دیگر نمیتواند مصرف این مواد را ترک کند. تنها سه بار مصرف مقدار بسیار اندکی از کرک، اعتیاد به آن را حتمی خواهد کرد و پس از این زمان بسیار کوتاه، شخص را به شدت به خود نیازمند و وابسته میکند.

تقریبا هرگونه حالت تحرک و نشاط روحی و جسمی که توسط مواد اعتیاد آور ایجاد شود، با حس بیحالی و لختی همراه خواهد بود و هر چقدر مقدار به اصطلاح "پرواز" شادمانه حاصل از این سوء مصرف، بالاتر باشد، "سقوط" و احساس خماری و افسردگی پس از آن شدیدتر و طولانی تر خواهد بود.

اعتیاد از همین جا آغاز میشود زیرا نیاز به فرار از این حالت ناگوار، موجب مصرف مجدد کرک شده و پس از برطرف شدن تاثیر اولیه کرک، حالت افسردگی باز میگردد...و این چرخه همچنان ادامه میابد.

چرا آمار توزیع و مصرف کرک بالا است؟
فروشندگان مواد مخدر علاقه بسیاری به فروش کرک دارند زیرا نه تنها ارزان تر از کوکائین است و راحت تر به فروش میرسد، بلکه مصرف آن هم ساده تر است و به ظاهر چندان "خطرناک" نمیرسد و از طرفی پنهان کردن آن هم ساده است.

به این ترتیب فروش کرک در شهرهای بزرگ جهان و در مکانهایی مانند میادین شهر، مدارس، فروشگاههای بزرگ و ... که پیش از این برای این تجارت مکانهایی بسیار خطرناک محسوب میشدند، به شدت افزایش یافته است.

یک عمر پشیمانی و افسردگی در مقابل 5 دقیقه لذت ظاهری!
تدخین کرک برای شخص حس نشاط ظاهری شدیدی به دنبال دارد که حدود 5 تا 7 دقیقه طول میکشد. اما پس از آن با افسردگی حاد، احساس بی ارزش بودن و ولع فراوان برای مصرف مجدد این ماده، ادامه میابد.

در یک دوره زمانی بسیار کوتاه، این ماده کنترل مصرف کننده را در دست میگیرد و این الگوی رفتاری به اعتیاد شدید می انجامد. نیاز به مصرف مکرر کرک به دوره هایی که معتادان کرک آنرا
binge
 (مدت عیاشی) مینامند، می انجامد. در یک دوره مصرف فرد تا جایی که پول و یا کرک در اختیار دارد و یا تا زمانی که به اغما فرو رود، به مصرف کرک ادامه میدهد.

تهیه مواد از هر طریق ممکن
نیاز به کرک بر هر نیاز و وابستگی عاطفی غلبه کرده و فرد معتاد برای تهیه آن به هر جنایت و عمل خشونت آمیز دست میزند.

در میان افراد معتاد به هر گونه ماده اعتیاد آور، تهیه "مواد" در بسیاری از مواقع از راههای نامشروع و خلاف انجام میگیرد و بسیاری از کسانی که به کرک اعتیاد دارند نیز برای برآمدن از عهده مخارج تهیه مداوم آن به روشهای خلافکارانه دست میزنند. اما نکته پر اهمیت این است که دست زدن این افراد به اعمال خشونت بار و جنایتکارانه دلیل مهم دیگری هم دارد و آن بروز رفتارهای شرورانه و پرخاشگرانه ناشی از بروز بیماری پارانویا (بیماری سوء ظن) است که از عوارض مصرف کرک به شمار می آید و در واقع پرداختن این اشخاص به اعمال خشونتبار، لزوما به دلیل نیاز به پول نیست.

اثرات روانی مصرف کرک چیست؟
شخصی که کرک مصرف میکند به سرعت در حالات و شرایط مختلف روانی در حرکت است که با خوشی و رضایت فراوان و احساس برانگیختگی و هیجان همراه است، سپس با کم شدن اثر این ماده، دلتنگی و افسردگی و متعاقب آن زودرنجی، بی خوابی و پارانویا بر شخص غلبه میکند.

معتادان به کرک، ممکن است حالات روانی اسکیزوفرنیک، توهم و خطاهای حس را نیز تجربه کنند. کسانی که مصرف کرک بسیار زیادی دارند در یک
binge
 (مصرف) تمام این حالات را از سر میگذرانند، عده ای از این افراد در اثر ابتلا به پارانویا و افسردگی ناشی از مصرف دائم کرک، دست به خودکشی یا جنایت میزنند.

مصرف بیش از حد یا
Overdose
 و جنون
تدخین کرک، به علت مقدار بسیار زیاد ماده محرکی که وارد جریان خون و به دنبال آن به مغز میکند، احتمال مصرف بیش از حد و مرگ آور یا مسمویت از کوکائین را هم افزایش میدهد. نشانه های این دو وضعیت مشابه بوده و شامل تهوع، استفراغ و تنفس نامرتب، تشنج و اغما است که میتواند به مرگ منتهی شود.

مصرف همزمان کوکائین با الکل یا مواد مخدر دیگر، میتواند واکنشهایی شدید و مرگ آور به دنبال داشته باشد. مصرف مداوم کرک ممکن است به جنون کوکائین منجر شود که نوعی حالت روانی دائمی بوده و نشانه های آن پارانویا و توهم دیداری و شنیداری است.

تاثیرات فیزیکی مصرف کرک
ابتدایی ترین تاثیرات جسمانی کرک، گلودرد مزمن، گرفتگی صدا و تنگی نفس است که به برونشیت (ورم نایژه) و نفخ ریه منجر میشود. چشمها درشت شده و شخص هنگام تمرکز برای دیدن هر چیز، هاله هایی نورانی در اطراف آن مشاهده میکند.

ضربان قلب تا حد 50% افزایش میابد و رگها به سرعت منقبض شده موجب بالا رفتن فشار خون میشوند که میتواند به حمله قلبی، تشنج و سکته منجر شود. کرک به دلیل از بین بردن میل به غذا خوردن و ایجاد بیخوابی، موجب کاهش وزن شدید و سوء تغذیه میشود.

چه کسانی از کرک استفاده میکنند؟
هرچند کوکائین زمانی به عنوان ماده مخدر طبقه ممتاز شهرت داشت، اما اعتیاد به کرک محدود به یک گروه سنی یا شرایط اجتماعی / اقتصادی خاص نیست. در واقع کرک ارزان و در دسترس بوده لذا مصرف کوکائین را برای همه ممکن ساخته است. در بسیاری از کشورهای پیشرفته جهان، اعتیاد به کرک نه تنها از سنین مدرسه، که از هنگام تولد و توسط مادران معتاد، آغاز میشود!

چگونه معتادین به کرک را تشخیص دهیم؟
یک نشانه ابتدایی سوء مصرف کرک، جدایی ناگهانی جسمی / روحی فرد از کانون خانواده و تغییر رفتار چشمگیر اوست. هرچند بسیاری از نشانه های زیر با مشکلاتی چون اختلالات احساسی یا گذراندن دوران سخت بلوغ مشابه است، اما هرگز نباید احتمال مصرف مواد محرک یا مخدر را از نظر دور داشت :

? تغییرات بارز در شخصیت و رفتار
? از دست دادن توجه و تمرکز
? کاهش وزن
? ناپدید شدن لوازم قیمتی خانه و نداشتن توضیح قانع کننده برای مقدار پول خرج شده
? رفت و آمد با افراد معتاد
? آشفتگی چشمگیر
? رفتار کینه توزانه با افراد خانواده و دوستان
? برنامه خواب نامنظم
? بی توجهی به آراستگی ظاهری
? پارانویا شدید (سوء ظن به همه)
? بی قراری
? اضطراب

5 نشانه هشدار دهنده
به گفته معتادین به کرک حالات زیر در هنگام برطرف شدن آثار ماده محرک بروز میکنند :

? نگرانی و بیقراری برای تهیه مجدد کرک
? افسردگی شدید
? فقدان انرژی و بی اشتهایی
? بی خوابی
? داشتن احساساتی متناقض از عشق و تنفر نسبت به خود

آیا راه حلی هم وجود دارد؟
بله، با این شرط که شخص معتاد با آگاهی از مراحل مختلف سم زدایی، دارو درمانی، شرکت در جلسات و این مطلب مهم که ترک اعتیاد، بازگشت به زندگی و تولدی دوباره خواهد بود، به مراکز درمانی معتبر مراجعه نماید. دوستان و خانواده این افراد باید شرایط ناگوار آنها را درک نموده و در این راه از پشتیبانی او دریغ نورزند تا شخص معتاد بتواند با موفقیت و در زمان کوتاه تری به حالت طبیعی بازگردد.

انواع نام های متداول
در ایران این قرص را با نام های مختلفی می شناسند ، از جمله :
اکستیسی ، اکستاسی ، اکستازی ، XTC ، E ، EX ، X ، قرص شادی ، قرص عشق ، قرص نشئه ، بمب شادی ، داروی هم آغوشی ، سوپر من ، مرسدس ، استار ، جت و ...


اشکال رایج دارویی
این ماده به صورت قرص های خوراکی و جویدنی ، کپسول و مواد تدخینی و تزریقی موجود است که البته متداول تر آن به صورت قرص است که با مارک های مرسدس بنز و میتسوبیشی ، $ ، KO ، صلیب ، ستاره و ... ساخته می شود . این قرص به رنگ های مختلف وجود دارد و در بسته بندی های مختلفی از جمله بسته هایی به اشکال کارتونی مثل میکی موس ، پوکمان و ... ارائه می شود .
امروزه نوع تزریقی آن نیز دیده می شود که اثرات خود را به مراتب زودتر از انواع خوراکی نشان می دهد .
قیمت آن در ایران در چند سال اخیر از چهار هزار تومان تا چهل هزار تومان نیز گزارش شده است . اما امروزه به دلیل ساخت راحت آن در لابراتورهای داخلی ساخته می شود و به قیمت 750 تومان فروخته می شود که خطر وجود مواد اضافی در آن و عوارض آن است .
هر قرص حاوی 80 تا 160 میلی گرم MDMA است .

Abstract

Speciation of o-xylene, m-xylene, p-xylene and ethylbenzene was performed by gas chromatography from ambient air and liquid fuel samples collected at various locations in 19 cities in Europe, Asia and South America. The xylene's mixing ratios were compared to each other from the various locations, which included urban air, traffic air and liquid fuel. For all samples, the xylenes exhibited robust correlations, and the slopes remained constant. The m-xylene/p-xylene ratio was found to be 2.33±0.30, and the m-xylene/o-xylene ratio was found to be 1.84±0.25. These ratios remain persistent even in biomass combustion experiments (in South America and South Africa). Comparing the xylenes to toluene and benzene indicate that combustion, but not fuel evaporation, is the major common source of the xylenes in areas dominated by automotive emissions. Although a wide range of combustion types and combustion efficiencies were encountered throughout all the locations investigated, xylenes and ethylbenzene ratios remained persistent. We discuss the implications of the constancies in the xylenes and ethylbenzene ratios on atmospheric chemistry.

Author Keywords: Gas chromatography; m-xylene and p-xylene speciation; Alkylbenzenes; Tropospheric air; Urban plume

Abstract

An in vitro model for the study of adrenoreceptor-prostacyclin (PGI₂) relationships in the rat aorta is described. PGI₂ synthesis was stimulated by adrenergic agonists (rank order of potency: epinephrine > norepinephrine > phenylephrine > methoxamine). Isoproterenol, UK 14304, clonidine and salbutamol were without effect. Epinephrine (3 × 10⁻⁷ M)-stimulated PGI₂ synthesis was inhibited by adrenoreceptor antagonists (rank order of potency: yohimbine > prazosin > phentolamine > corynanthine propranolol). The absence of calcium in incubation media abolished epinephrine-stimulated PGI₂ synthesis as did the calcium channel blocker, verapamil, in a dose-dependent manner. Calcium ionophore A23187 (10⁻⁵ M)-stimulated as inhibited by verapamil (in a dose-dependent manner), but not by prazosin, phentolamine or yohimbine. It is concluded that epinephrine-mediated rat aortic PGI₂ synthesis is α-adrenoceptor- and not β-adrenoceptor-mediated, calcium-dependent, and that the α-adrenoceptor antagonists evaluated do not have verapamil-like calcium channel blocking activities. These findings may be relevant to contraction-relaxation cycles of vascular tissue.

Author Keywords: β-Adrenoceptor; Prostacyclin; Rat aorta; Verapamil; Calcium; α-Adrenoceptor 
 

 
محققان دانشگاه ملي Chiao Tung تايوان موفق به سنتز پليمرهاي با فلورسانس بالايي شده‌اند كه داراي زنجيره‌هاي جانبي درخت‌مانند فنيلي (DENPPV) مي‌باشند.بسياري از مشتقات پلي فنيلن وينيلن (PPV) براي استفاده در ديودهاي نورافشان (LED) مورد آزمايش قرار گرفته‌اند، اما تعداد كمي از آنها داراي بازده فوتولومينسانس بالا مي‌باشند.هوموپليمرهاي DENPPV با وزن مولكولي 300000 Da حلاليت بسيار كمي در تولوئن و دي‌متيل‌فرماميد دارند و اين امر باعث مي‌شد كه نتوان از اين پليمرها، با استفاده از روكش‌دهي چرخشي، در تهيه فيلم‌هاي نازك استفاده كرد.اين مشكل را مي‌توان از طريق تهيه كوپليمرهايي از DENPPV و 2-متوكسي-5-(2-اتيل هگزيلوكسي)-1,4- فنيلن وينيلن (MEHPPV) برطرف كرد. يك كوپليمر حاوي 75 درصد DENPPV و 25 درصد MEHPPV در محلول و فاز جامد، فوتولومينسانس آلي با بهره كوانتومي 82 درصد از خود نشان مي‌دهد. اين خاصيت باعث مي‌شود تا بتوان از اين ماده در ساخت LEDها استفاده كرد.اين محققان توانستند با استفاده از روكش‌دهي چرخشي كوپليمر DENPPV-MEHPPV بر روي يك وسيله، و سپس افزودن يك الكترود در بالاي آن، ابزارهاي الكترولومينسانت را توليد كنند. به گزارش ايسنا از ستاد ويژه توسعه فن‌آوري نانو، مقاومت دمايي و دماي شيشه‌اي شدن اين كوپليمرها بالاتر از انواع ديگر پليمرهاي PPV مي‌باشد. دليل اين امر وجود گروه‌هاي فنيل حجيم و سفت مي‌باشد كه مانع از حركت زنجيره پليمري شده و مقاومت پليمر را نسبت به اكسايش دمايي افزايش مي‌دهند.زنجيره‌هاي جانبي درخت‌مانند بدون تغيير ويژگي‌هاي الكتريكي PPV، بهره الكترولومينسانس آن را بهتر مي‌كنند.اين كار از طريق كاهش خوددفعي و جلوگيري از خود تجمعي صورت مي‌گيرد.

 آب، پيام مهمي براي ما دارد. آب به ما مي‌گويد كه نگاه عميق‌تري به خودمان بيندازيم. زماني كه با آيينه آب به تماشاي خود مي‌نشينيم، اين پيام به طور شگفت‌آوري خود را شفاف و درخشان مي‌كند. مي‌دانيم كه زندگي بشر مستقيما به كيفيت آبي كه در اطراف ما يا درون بدن ماست، روي آورده است. تصاوير و اطلاعات ارائه‌شده در اين مقاله،‌ بازتابي از فعاليت «ماسارو ايموتو»، محقق خلاق و روياپرداز ژاپني است. «ايموتو» كتابي با نام «پيغام آب» منتشر كرده كه برگرفته از يافته‌هاي تحقيقات جهاني وي است. اگر شما نسبت به تأثيرپذيري افكارتان از وقايع درون يا پيرامونتان شك و ترديد داريد، اطلاعات و عكس‌هايي كه در اينجا آورده شده را ببيند. اين تصاوير مستقيما بر اساس نتايج به دست آمده در كتاب انتشاريافته «ايموتو» است، مطمئنا در فكر و ذهن شما دگرگوني پديد مي‌آورد و عقايد شما را عميقا تغيير خواهد داد.بنا بر آنچه در كتاب «ايموتو» آمده است، ما به مدارك حقيقي دست يافته‌ايم كه نشان مي‌دهد، انرژي ارتعاشي بشر، افكار، نظرات و موسيقي بر ساختار مولكولي آب اثر مي‌گذارد. آب، ماده‌اي بسيار سازگار است، به گونه‌اي شكل فيزيكي آب به آساني با محيطي كه در آن هست، انطباق پيدا مي‌كند و نه تنها از نظر فيزيكي تغيير مي‌كند، بلكه شكل مولكولي آن نيز تغيير مي‌يابد. انرژي يا ارتعاشات محيط، شكل مولكولي آب را تغيير مي‌دهد. از اين جنبه، نه تنها آب توانايي آن را دارد كه از حيث ديداري، محيط خود را منعكس كند، بلكه از حيث مولكولي هم در انعكاس محيط اطراف خود عمل مي‌كند.«ايموتو»، تغييرات مولكولي آب را به وسيله تكنيك‌هاي عكسبرداري و مشاهده ميكروسكوپي به صورت سند و مدرك درآورده است. به اين صورت كه وي قطراتي از آب را به صورت يخ درآورده و سپس آنها را در يك فضاي تاريك ميكروسكوپي مورد آزمايش كه از قابليت‌هاي عكاسي برخوردار بوده، قرار داده است. تحقيقات وي، آشكارا تغيير شكل ساختار مولكول آب را به نمايش گذاشته است و اثر محيط بر ساختار آب را نشان مي‌دهد.برف، بيش از چندين ميليون سال است كه بر زمين فرود مي‌آيد و همان‌گونه كه مي‌دانيم، هر دانه برف‌، داراي شكل و ساختار خاص و منحصر به فرد است. با تبديل يخ به آب و عكسبرداري از ساختار آن، شما به اطلاعات باورنكردني‌اي آب دست پيدا مي‌كنيد.«ايموتو» به تفاوت‌هاي جالب‌توجهي در ساختار كريستالي آب دست يافته است كه از منابع گوناگون و شرايط مختلف در روي كره زمين تهيه شده‌اند. آبي كه از نخستين محل خود از كوه جاري مي‌شود و چشمه‌هايي كه جاري هستند، طرح‌هاي هندسي بسيار زيبايي از الگوهاي كريستالي‌شده خود ارائه مي‌دهند. آب آلوده و سمي كه از نواحي پرجمعيت و صنعتي به دست آمده است و آب راكد كوله‌هاي آب و سدهاي ذخيره، به صراحت ساختارهاي كريستالي تغييريافته و برحسب اتفاق شكل‌گرفته آب را نشان مي‌دهد.بنابراين، با توجه به عموميت موسيقي درماني، «ايموتو» تصميم گرفت ببيند، موسيقي چه اثراتي بر شكل‌گيري ساختار آب دارد. او آب مقطر را ساعت‌ها بين دو نفر كه در حال صحبت كردن بودند، قرار داد و سپس از كريستال‌هاي آن آب، پس از انجماد،‌ عكسبرداري كرد.آب به صورتي زنده و تأثيرپذير به هر يك از احساسات و انديشه‌هايمان پاسخ مي‌دهد. كاملا روشن است كه آب به آساني، ارتعاشات و انرژي محيطش را به خود مي‌گيرد و جذب مي‌كند؛ خواه آلوده، سمي يا راكد و كهنه باشد. كار غيرعادي «ايموتو»، نمايشي پرهيبت است و ابزاري قدرتمند كه مي‌تواند، درك ما را از خودمان و جهاني كه در آن زندگي مي‌كنيم، براي هميشه تغيير دهد. هم‌اكنون مدرك قوي و محكمي داريم كه مي‌توانيم به طور مثبت، خود و سياره خود را با انتخاب افكاري كه براي انديشيدن برمي‌گزينيم و راه‌هايي كه اين افكار را به فعليت مي‌رساند درمان نموده تغيير شكل دهيم.
منبع:  Miraculous Messages from Water

آب سنگين Heavy Water

آب سنگين اصطلاح عاميانه اكسيد دوتريم يا D₂O يا ²H₂O می‌باشد آب سنگين تا حدودی از نظر خواص فيزيكی ‌و شيميايی شبيه آب معمولی يا همان آب سبك H₂O است دوتريم ايزوتوپ سنگين هيدروژن در هسته يك نوترون علاوه بر پروتون اتم هيدورژن معمولی دارند اين اختلاف ايزوتوپی باعث تغييرات در باند انرژی اكسيژن-هيدروژن آب به خصوص خواص شيميايی، فيزيكی و به خصوص زيستی آن شده است

فشرده اطلاعات آب سنگين

1- دوتريم برای توليد تريتيم و كلاهك بمب هسته ای از اجزای اساسی به شمار می رود

2- آب سنگين برای تعديل نوترونی راكتور های هسته ای با هدف آهسته كردن حركت نوترون ها برای واكنش با اورانيوم طبيعی و توليد پلوتونيم به كار می ورد

3- آب سنگين به طور طبيعی به ميزان ناچيزی با تسبت 1 به 5000 در آب معمولی وجود دارد

4- از مزايای استفاده از آب سنگين حذف مراحل غنی‌سازی اورانيوم برای توليد پلوتونيم برای استفاده در سلاح های هسته ای است راكتور های آب سنگين برای توليد تريتيم می توانند به كار روند

5- آب سنگين برای تعديل سازی نوترونی راكتور های آب سنگين به كار می رود

آب نيمه سنگين HDO در زمانی كه آب هيدروژن-1 (يا پروتيم) و دوتريم را به صورت مخلوط در خود داشته باشد به وجود می‌آيد كه اين موضوع به خاطر آن است كه اتم های هيدروژن (هديروژن-1 و دوتريم) سريع بين مولكول آب جابجا می شوند آبی كه شامل 50% هيدروژن و 50% دوتريم باشد در عمل شامل 50% HDO و 25% از هر كدام H₂O و D₂O در موازنه ديناميكی است

گيلبرت نيوتن لويس اولين نمونه از آب سنگين خالص را در سال 1933 به دست آورد

جدول خواص مقايسه ای خواص آب سنگين و آب سبك

Tritium: تريتيم

Deuterium: دوتريم

Neutron Moderator: تعديل كننده نوترونی

Protium: پروتيم

منابع:

تكنولوژی توليد سلاح های هسته ای بخش 2 تكنولوژی تخريب جمعی

دايرة المعارف آزاد ويكی پديا

خواص فيزيكی ايزوتوپ ها آب سنگين آب نيمه سنگين آب معمولی ايزوتوپ

و اما اصل موضوع....

ميدانيم كه دنياي اطرافمان از 92 عنصر موجود در طبيعت ساخته شده است. به اين شكل كه عناصر از اتم ها ساخته شده اند وتشكيل مولكول آن عنصر را ميدهند و اگر اين مولكولها در كنار يكديگرقرار گيرند ماده بوجود مي آيد. بسياري از مواد از عناصر مختلف تشكيل شده اند بنابراين اتم هاي مختلفي در آنها وجود دارد. لازم به ذكر است قطر اتم 10 به توان منفي ده متر ميباشد واندازه هسته در مركز اتم0001/0 بزرگي اتم كوچكتر است و يا به عبارتي دقيقتر قطر كامل هسته به طور ميانگين 10به توان منفي 15 متر ميباشد.

ابتدا به تشريح ساختمان اتم ميپردازيم:

در داخل هر اتم سه ذره وجود دارد:الكترون با بار منفي , پروتون با بار مثبت و نوترون خنثي. بارهاي همنام يكديگر را دفع و بارهاي غير همنام يكديگر را جذب ميكنند بجز نوترون كه هيچ عكس العملي ندارد.

هسته اتم هر عنصر از پروتون و نوترون تشكيل شده است كه مجموع تعداد آنها را عدد اتمي آن عنصر ,وبه آنها نوكلئون ميگويند. لازم به ذكر است جرم نوترون 675/1ضربدر 10 به توان منفي 27 كيلوگرم ,وجرم پروتون 673/1ضربدر 10 به توان منفي 27 ميباشد.

پروتون هاي تشكيل دهنده هسته اتم چون داراي بار مثبت هستند پس طبيعي است كه يكديگر را دفع كنند براي جلوگيري از اين اتفاق نوترون ها مانند چسبي از متلاشي شدن هسته جلوگيري ميكنند.الكترون ها نيز در مدارات بيضي شكل و نامنظم در اطراف هسته با سرعت بسيار زياد در حال گردشند وهر چه اين الكترون ها به لايه والانس نزديكتر ميشوند تعلق آنها به هسته كاهش ميابد(بر اساس مدل اتمي بور).

اما اگر بخواهيم علمي تر بحث كنيم بايد بگوئيم تقريبا سه نيرو در هسته هر اتم وجود داردكه يكي از آنها سعي در انهدام هسته و دو تاي ديگر سعي در پايداري هسته دارند. اولي نيروي كولني يا همان دافعه پروتوني ميباشد , دومي نيروي گرانش ناشي از جاذبه بين ذرات جرم دار است وسومي كه مهمترين دليل جلوگيري از متلاشي شدن هسته ميباشد همان نيروي هسته اي است. دقت كنيد نيروي كولني بسيار ناچيز است و نميتواند به تنهايي هسته را متلاشي كند و نيروي گرانش ذرات نيز بسيار كم ميباشد و توانايي در تعادل نگه داشتن هسته را ندارد,در واقع اين نيروي هسته اي است كه اتم را در تعادل نگه داشته و از واپاشيده شدن نوكلئون ها جلوگيري ميكند. براي توضيح اين نيرو بايد گفت اگر فاصله بين پروتون و نوترون از 5 ضربدر 10 به توان منفي 15 متر(5فمتو متر) بيشتر شود نيروي هسته اي وجود ندارد , بر عكس اگر اين فاصله از مقدار ياد شده كمتر شود نيروي هسته اي بيشترميشود بدين طريق هسته از متلاشي شدن نجات ميابد.

سال 1905 در يك آپارتمان كوچك در شماره 49 خيابان كرامر گاسه در برلين (منزل مسكوني اينشتين)اتفاق بزرگي افتاد ; كسي چه ميدانست با كشف فرمول معروف نسبيت خاص E=mc2 ميتوان جان هزاران نفر را در هيروشيما و ناكازاكي گرفت و يا اينكه براي ميليون ها نفر در سرار جهان برق و انرژي توليد كرد ؟!

فرمول E=mc2 به ما ميگويد كه اندازه انرژي آزاد شده برابر است با تغييرات جرم جسم تبديل شده در مجذور سرعت نور. به اين معني كه اگر ما جسمي به جرم مثلا يك كيلوگرم را با سرعتي نزديك به سرعت نور به حركت درآوريم انرژي معادل 9ضربدر10به توان 16 ژول خواهيم داشت كه رقم بسيار وحشتناكي است ولي واقعيت اين است كه چنين چيزي غير ممكن است !!! چرا ؟

چون بر اساس همان فرمول نسبيت حركت با سرعت نور براي اجسام غير ممكن است. براي درك بهتر موضوع فرمول را به شكل ديگري مينويسيم : m=E/C2 اگر C2 ثابت فرض شود به روشني پيداست كه انرژي و جرم نسبت مستقيم با يكديگر دارند ,حال اگر ما بخواهيم جسمي به جرم m را با سرعت نور © به حركت درآوريم طبيعتا بايد به آن انرژي بدهيم و از آنجا كه m و E با يكديگر نسبت مستقيم دارند پس هر چه انرژي بيشتر شود m نيز بزرگتر ميشود ودر واقع قسمت اعظم انرژي صرف ازدياد جرم ميشود تا سرعت دادن به جسم . پس تقريبا به بي نهايت انرژي نياز داريم واين همان چيزي است كه حركت با سرعت نور را براي اجسام غير ممكن ميكند.

قبل از اينكه توضيحات بيشتري داده شود لازم است كمي هم در مورد راههاي آزاد كردن انرژي هسته اي بگوئيم.

به طور كلي انرژي موجود در هسته به دو روش آزاد ميشود :

1 - روش شكافت هسته اي كه در آن يك اتم سنگين مانند اورانيوم تبديل به دو اتم سبكتر ميشود . ويا به عبارتي ديگر وقتي كه هسته اي سنگين به دو يا چند هسته با جرم متوسط تجزيه ميشود ميگويند شكافت هسته اي رخ داده است و وقتي هسته اي با عدد اتمي زياد شكافته شود , مقداري از جرم آن ناپديد وبه انرژي تبديل ميشود(طبق قانون نسبيت).

2 - روش همجوشي (گداخت هسته اي) ; كه در آن دو اتم سبك مانند هيد روژن تبديل به يك اتم سنگين مانند هليم ميشود. درست همانند اتفاقي كه در حال حاضر در خورشيد مي افتد, كه در هر دو حالت انرژي قابل توجهي آزاد مي شود.

در حال حاضر اكثر بمب هاي هسته اي ونيروگاههاي هسته اي بروش شكافت هسته عمل ميكنند .

حال دوباره به توضيحات مربوط اتم بر ميگرديم . در اينجا لازم است نكاتي را در مورد پايداري و ناپايداري توضيخ دهيم...

اگرما 13 پروتون را با 14 نوترون تركيب كنيم هسته اي خواهيم داشت كه اگر 13 الكترون در اطراف آن گردش كنند يك اتم آلومينيوم را ميسازند .حال اگر ميلياردها عدد از اين اتم ها را در كنار هم قرار دهيم آلومينيوم را مي سازيم(AL27) كه با آن انواع وسايل نظير قوطي ها و درب وپنجره ها و غيره... را ميتوان ساخت.

حال اگر همين آلومينيوم را در شيشه اي قرار دهيم ! وچند ميليون سال به عقب برگرديم اين آلومينيوم هيچ تغييري نخواهد كرد ,پس آلومينيوم عنصري پايدار است . تا حدود يك قرن پيش تصور بر اين بودكه تمام عناصر پايدار هستند. مساله مهم ديگر اينكه بسياري از اتم ها در اشكال متفاوتي ديده مي شوند . براي مثال : مس دو شكل پايدار دارد , مس 63 ومس 65 كه به اين دو نوع ايزوتوپ گفته مي شود .هر دوي آنها 29 پروتون دارند اما چون در عدد اتمي 2 واحد فرق دارند به سادگي مي توان فهميد كه تعداد نوترون هاي اولي 34 وديگري 36 است وهر دوي آنها پايدار هستند.در حدود يك قرن پيش دانشمندان متوجه شدند گه همه عناصر ايزوتوپ هايي دارند كه راديواكتيو هستند.مثلا : هيدروژن را در نظر بگيريد , در مورد اين عنصر سه ايزوتوپ شناخته شده است.

1 - هيدروژن معمولي يا نرمال (H1) در هسته اتم حود يك پروتون دارد وبدون هيچ نوتروني. البته واضح است چون نيازي نيست تا خاصيت چسبانندگي خود را نشان دهد چرا كه پروتون ديگري وجود ندارد.

2 - هيدروژن دوتريم كه يك پروتون ويك نوترون دارد و در طبيعت بسيار نادر است. اگرچه عمل آن بسيار شبيه هيدروژن نوع اول است براي مثال ميتوان از آن آب ساخت اما ميزان بالاي آن سمي است.

هر دو ايزوتوپ ياد شده پايدار هستند اما ايزوتوپ ديگري از هيدروژن وجود دارد كه ناپايدار است !

3 - ايزوتوپ سوم هيدروژن (تريتيوم) كه شامل دو نوترون و يك پروتون است. همان طور كه قبلا گفته شد اين نوع هيدروژن ناپايدار است . يعني اگر مجددا ظرفي برداريم واين بار درون آن را با اين نوع از هيدروژن پر كنيم و يك ميليون سال به عقب برگرديم متوجه ميشويم كه ديگر هيدروژني نداريم و همه آن به هليم 3 تبديل شده است (2 پروتون و يك نوترون) واين ها همه توضيحاتي ساده در مورد پايداري و ناپايداري بود.

در يك پاراگراف ساده ميتوان گفت كه هر چه هسته اتم سنگين تر شود تعداد ايزوتوپ ها بيشتر ميشود و هر چه تعداد ايزوتوپ ها بيشتر شود امكان بوجود آمدن هسته هاي ناپايدار نيز بيشتر خواهد شد و در نتيجه احتمال وجود نوع راديواكتيو نيز بيشتر ميشود.

در طبيعت عناصر خاصي را ميتوان يافت كه همه ايزوتوپ هايشان راديو اكتيو باشند.براي مثال دو عنصر سنگين طبيعت كه در بمب ها ونيروگاههاي هسته اي از آنها استفاده مي شود را نام ميبريم : اورانيوم و پلوتونيوم.

اورانيوم به طور طبيعي فلزي است سخت,سنگين,نقره اي و راديواكتيو,با عدد اتمي 92.سالهاي زيادي از آن به عنوان رنگ دهنده لعاب سفال يا تهيه رنگهاي اوليه در عكاسي استفاده ميشد و خاصيت راديواكتيو آن تا سال 1866 ناشناخته ماند و قابليت آن براي استفاده به عنوان منبع انرژي تا اواسط قرن بيستم مخفي بود.

خصوصيات فيزيكي اورانيوم

اورانيوم طبيعي (كه بشكل اكسيد اورانيوم است) شامل3/99% از ايزوتوپ اورانيوم 238 و7/0% اورانيوم 235است. كه نوع 235 آن قابل شكافت است و مناسب براي بمب ها ونيروگاههاي هسته اي است. اين عنصر از نظر فراواني در ميان عناصر طبيعي پوسته در رده 48 قراردارد. از نظر تراكم و چگالي بايد گفت 6/1 مرتبه متراكم تر از سرب است.وهمين تراكم باعث سنگين تر شدن آن مي شود.براي مثال اگر يك گالن شير وزني حدود 4 كيلوگرم داشته باشد ,يك گالن اورانيوم 75 كيلوگرم وزن دارد!!!

انواع اورانيوم

اورانيوم با غناي پايين كه ميزان اورانيوم 235 آن كمتر از 25% ولي بيشتر از7/0% است كه سوخت بيشتر راكتورهاي تجاري بين 3 تا 5 درصد اورانيوم 235 است.

اورانيوم با غناي بالا كه در اينجا بيشتر از 25% وحتي در مواردي آن را تا98% نيز غني ميكنند و مناسب براي كاربردهاي نظامي وساخت بمب هاي هسته اي است.

و اما منظور از غني سازي اورانيوم چيست؟

بطوربسيار خلاصه غني سازي عبارت است از انجام عملي كه بواسطه آن مقدار اورانيوم 235 بيشتر شود و مقدار اورانيوم 238 كمتر. كه پس از جمع آوري اورانيوم 238 ,آن را زباله اتمي مي نامند.

غني سازي اورانيوم به روشهاي مختلفي انجام مي شود كه چند مورد از آن را خدمت شما يادآور مي شويم: 1-استفاده از اصل انتشار گازها 2-استفاده از روش فيلترينگ 3-استفاده از ميدانهاي مغناطيسي 4- استفاده از دستگاه سانتريفوژ كه در حال حاضر روش چهارم متداولترين,باصرفه ترين و مطمئن ترين روش به شمار ميآيد.

در اواخر سال 1938 هان,مايتنر و اشتراسمن به اكتشافي دست يافتند كه دنيا را تحت تاثير قرار داد ,آنها متوجه شدند كه ميتوان كاري كرد كه هسته هاي اورانيوم 235 شكسته شوند.

فرض كنيد كه نوتروني در اطراف يك هسته اورانيوم 235 آزادانه در حال حركت است,اين هسته تمايل زيادي دارد كه نوترون كند را به درون خود بكشاند وآن راجذب كند.هسته اورانيوم پس از گير اندازي اين نوترون,ديگر هسته اي پايدار نيست وناگهان از هم شكافته مي شود اين هسته در طي فرآيند شكافت به دو يا چند هسته با جرم كوچكتر ,يعني به صورت هسته هاي عناصر نزديك به مركز جدول تناوبي تجزيه مي شود.به طور كلي در فرآيند شكافت اگر يك نوترون به هسته اصابت كند به طور ميانگين 5/?نوترون در اثر شكافت آزاد مي شود حال اگر ما تعداد نوترون هاي آزاد شده را 3 عدد فرض كنيم و مدت زمان لازم براي تحقق هر شكافت 01/0 ثانيه باشدمقدار اورانيوم مصرف شده در طي زمان يك ثانيه در حدود 10به توان 23 كيلوگرم خواهد بود !!! واضح است كه واكنش زنجيره اي شكافت ميتواند مقادير قابل توجهي از اورانيوم را در مدت زمان ناچيزي به انرزي تبديل كند.با توجه به توضيحات داده شده به وضوح مشخص است كه ما نيازي به توليد مستمر نوترون نداريم بلكه با اصابت اولين نوترون به هسته وآزاد شدن نوترون هاي ناشي از فرآيند شكافت ما ميتوانيم نوترون مورد نياز خود را بدست آوريم كه مسلما اين تعداد نوترون بسيار بيشتر از نياز ما خواهد بود. لازم به ذكر است كه به حداقل مقدار اورانيومي كه براي فرآيند شكافت لازم است جرم بحراني يا مقدار بحراني مي گويند واز به هم پيوستن دو يا چند جرم بحراني يك ابر جرم بحراني حاصل مي شود.

حال اگر بخواهيم واكنش زنجيره اي ادامه پيدا كند,حفظ يك اندازه بحراني براي ماده اوليه اورانيوم ضرورت دارد .در صورتي كه مقدار اورانيوم را خيلي كمتر از جرم بحراني بگيريم ,بيشتر نوترون هاي توليدي فرار خواهند كرد زيرا اين فرار به عواملي چون : شكل فيزيكي اورانيوم و جرم آن وابسته است و در نتيجه واكنش متوقف مي شود. از سوي ديگر اگر مقدار اورانيوم را فوق العاده زياد بگيريم مثلا به اندازه يك ابر جرم بحراني,تمام نوترون هاي توليدي در واكنش هاي بعدي شركت خواهند كرد وانرژي آزاد شده در يك فاصله زماني كوتاه آنچنان زياد خواهد شد كه نتيجه اي جز انفجار نخواهد داشت!! بين اين دو حالت يك خط فاصل وجود دارد:اگر بزرگي كره اورانيومي شكل را درست برابر اندازه بحراني بگيريم آنگاه از هر شكافت فقط يك نوترون براي شركت در شكافت بعدي باقي مي ماند در اين صورت واكنش با آهنگ ثابتي ادامه مي يابد. از خاصيت حالت سوم براي توجيح عملكرد نيروگاههاي هسته اي استفاده مي كنند. حال اگر به اندازه كافي اورانيوم 235 در اختيار داشته باشيم به آساني مي توانيم يك بمب ساده بسازيم !!!!! به اين شكل كه دو نيم كره از اورانيوم 235 را كه هر كدام به اندازه جرم بحراني است در دو انتهاي يك استوانه قرار ميدهيم و اين دو قطعه را بوسيله ساز وكاري كه خود طراحي كرده ايم ناگهان به يكديگر متصل مي كنيم كه در اين حالت ابر جرم بحراني تشكيل مي شود,حال اگر توسط دستگاه نوترون ساز نوتروني به هسته نزديك كنيم وقوع انفجار حتمي است!!

در عمل براي آنكه انفجاري بزرگ و موثر حاصل شود ريزه كاري هاي زيادي را بايد رعايت كرد.

در هر حال براي توضيح عملكرد نيروگاههاي هسته اي لازم به ذكر است راكتورهاي هسته اي را چنان طراحي ميكنند كه در آنها واكنش شكافت در شرايطي نزديك به حالت بحراني تحقق يابد. قلب راكتور اساسا متشكل است از سوخت(در اين مورد اورانيوم 235) كه در استوانه هاي مخصوص در بسته اي جا سازي شده اند. اين استوانه ها در ماده اي كه كند كننده ناميده مي شوند غوطه ورشده اند.كند كننده به منظور كند سازي و باز تاباندن نوترونهايي كه در واكنش شكافت توليد ميشوند مورد استفاده قرار ميگيرد كه متداول ترين آنها عبارتند از:آب,آب سنگين وكربن. كه در اينجااگر در آب معمولي (H2O) به جاي ايزوتوپ هيدروژن معمولي از ايزوتوپ هيدروژن دوتريم استفاده شود آب سنگين بدست مي آيد.

سرعت واكنش را نيز مي توان به كمك چند ميله كنترل كرد كه اين ميله ها در قلب راكتور قرار مي گيرند. اين ميله ها معمولا از ماده اي مانند كادميوم كه نوترون ها را بخوبي جذب ميكند ساخته مي شوند. براي آنكه آهنگ واكنش افزايش يابد ميله ها را تا حدودي از قلب راكتور بيرون مي آورند ,براي كاستن از سرعت واكنش و يا متوقف ساختن آن,ميله ها را بيشتر در قلب راكتور فرو ميبرند.در نهايت واكنش صورت گرفته در راكتور به صورت گرماي بسيار زيادي ظاهر مي شود بنابراين طبيعي است كه راكتور ها همانند يك كوره عمل كنند وسوختش به جاي گاز,نفت ويا ذغال سنگ ,اورانيوم 235 باشد. گرماي توليد شده را به كمك جريان سيالي كه از قلب راكتور ميگذرد به محفظه مبادله كننده گرما كه در آن آب وجود دارد منتقل ميكنند و درآنجا آب داخل مبادله كننده را تبخير ميكنند ;بخار متراكم شده پس از به گردش درآوردن توربين ژنراتورهاي مولد برق,مجددا به داخل محفظه مبادله كننده باز ميگردد.البته سيال گرم شده چون از قلب راكتور مي گذرد و درآنجا در معرض تابش پرتوهاي راديواكتيو قرار ميگيرد مستلزم مراقبت هاي ويژه است.

و اما نكاتي جالب در مورد بمب هاي هسته اي

منطقه انفجار بمب هاي هسته اي به پنج قسمت تقسيم ميشود:1- منطقه تبخير 2- منطقه تخريب كلي 3- منطقه آسيب شديد گرمايي 4- منطقه آسيب شديد انفجاري 5- منطقه آسيب شديد باد وآتش . كه در منطقه تبخير درجه حرارتي معادل سيصد ميليون درجه سانتيگراد !!! بوجود مي آيد و اگر هر چيزي از فلز گرفته تا انسان وحيوان در اين درجه حرارت قرار بگير آتش نميگيرد بلكه بخار مي شود!!!!

اثرات زيانبار اين انفجار حتي تا شعاع پنجاه كيلومتري وجود دارد و موج انفجار آن كه حامل انرژي زيادي است مي تواند ميليون ها دلار از تجهيزات الكترونيكي پيشرفته نظير: ماهواره ها و يا سيستم هاي مخابراتي را به مشتي آهن پاره تبديل كند و همه آنها را از كار بيندازد.

اينها همه اثرات ظاهري بمب هاي هسته اي بود پس از انفجار تا سال هاي طولاني تشعشعات زيانبار راديواكتيو مانع ادامه حيات موجودات زنده در محل هاي نزديك به انفجار مي شود.

راديو اكتيو از سه پرتو آلفا,بتا و گاما تشكيل شده است كه نوع گاماي آن از همه خطرناك تر است و با توجه به فركانس بسيار بالا ,جرم و انرژي بالايي كه دارد اگر به بدن انسان برخورد كند از ساختار سلولي آن عبور كرده و در مسير حركت خود باعث تخريب ماده دزوكسي ريبو نوكلوئيك اسيد يا همان DNA و سرانجام زمينه را براي پيدايش انواع سرطان ها,سندرم ها ونقايص غير قابل درمان ديگر فراهم مي كند وحتي اين نقايص به نسلهاي آينده نيز منتقل خواهد شد.

و اما كاربرد تشعشعات راديواكتيو چيست؟

بسياري از محصولات توليدي واكنش شكافت هسته اي شديدا ناپايدارند و در نتيجه ,قلب راكتور محتوي مقادير زيادي نوترون پر انرژي ,پرتوهاي گاما,ذرات بتا وهمچنين ذرات ديگر است. هر جسمي كه در راكتور گذاشته شود ,تحت بمباران اين همه تابشهاي متنوع قرار ميگيرد. يكي از موارد استعمال تابش راكتور توليد پلوتونيوم 239 است .اين ايزوتوپ كه نيمه عمري در حدود24000سال دارد به مقدار كمي در زمين يافت مي شود . پلوتونيوم 239 از لحاظ قابليت شكافت خاصيتي مشابه اورانيوم دارد.براي توليد پلوتونيوم239,ابتدا اورانيوم 238 را در قلب راكتور قرار مي دهند كه در نتيجه واكنش هايي كه صورت مي گيرد ,اورانيوم239 بوجود مي آيد.اورانيوم 239 ايزوتوپي ناپايدار است كه با نيمه عمري در حدود 24 دقيقه,از طريق گسيل ذره بتا ,به نپتونيوم 239 تبديل مي شود . نپتونيوم 239 نيز با نيمه عمر 2/4 روز و گسيل ذره بتا واپاشيده و به محصول نهايي يعني پلوتونيوم 239 تبديل مي شود.در اين حالت پلوتونيوم239 همچنان با مقاديري اورانيوم 238 آميخته است اما اين آميزه چون از دو عنصر مختلف تشكيل شده است ,بروش شيميايي قابل جدا سازي است.امروزه با استفاده از تابش راكتور صدها ايزوتوپ مفيد ميتوان توليد كردكه بسياري از اين ايزوتوپ هاي مصنوعي را در پزشكي بكار ميبريم. در پايان بايد بگوئيم اثرات زيانبار انفجار هاي اتمي و تشعشعات ناشي از آن باعث آلودگي آبهاي زير زميني ,زمين هاي كشاورزي و حتي محصولات كشاورزي مي شود ولي با همه اين مضرات اورانيوم عنصري است ارزشمند;زيرا در كنار همه سواستفاده ها مي توان از آن به نحوي احسن و مطابق با معيارهاي بشر دوستانه استفاده نمود. فراموش نكنيد از اورانيوم و پلوتونيوم مي توان استفاده هاي صلح آميز نيز داشت چرا كه از انرژي يك كيلوگرم اورانيوم 235 مي توان چهل هزار كيلو وات ساعت ! الكتريسيته توليد كرد كه معادل مصرف ده تن ذغال سنگ يا 50000گالن نفت است!!!!!!!!

به نقل ار سي پي اچ

www.hupaa.com

آشکار سازی ذرات [آشکار سازی ذرات]

معرفى دستاوردهاى برندگان نوبل فيزيك 2004 برهم كنش ذرات رنگى

اكتشافى كه جايزه نوبل فيزيك امسال را از آن خود كرد اهميتى اساسى در فهم ما از چگونگى كاركرد يكى از نيرو هاى بنيادين طبيعت داشته است. نيرويى كه كوچك ترين ذرات ماده يعنى كوارك ها را به يكديگر مى چسباند. ديويد گراس، ديويد پوليتزر و فرانك ويلچك توانستند با كار هاى تئوريك خود مدل استاندارد ذرات بنيادى را كامل كنند. مدلى كه كوچك ترين ذرات طبيعت و برهمكنش بين آنها را توضيح مى دهد.

تصاوير:

ديويد گراس (David J. Gross)

از موسسه فيزيك نظرى دانشگاه كاليفرنيا در سانتابارباراى آمريكا.شهروند آمريكا، متولد سال 1941 در واشينگتن دى سى آمريكا (63 ساله) دانشنامه دكتراى خود در رشته فيزيك را در سال 1966 از دانشگاه كاليفرنيا در بركلى اخذ كرد. استاد فيزيك نظرى موسسه كاولى در دانشگاه كاليفرنياى آمريكاست.

ديويد پوليتزر ( David Politzer H.)

از مركز فيزيك انرژى زياد در موسسه فناورى كاليفرنيا. شهروند آمريكا، متولد سال 1949 (55 ساله) دانشنامه دكتراى خود در رشته فيزيك را در سال 1974 از دانشگاه هاروارد اخذ كرد. استاد گروه فيزيك موسسه فناورى كاليفرنيا (كلتك) در پاسادناى كاليفرنيا است.

فرانك ويلچك (Frank A. Wilczek)

از مركز فيزيك نظرى موسسه فناورى ماساچوست. شهروند آمريكا، متولد 1951 (53 ساله) در كوئينز نيويورك آمريكا. دانشنامه دكتراى خود را در رشته فيزيك در سال 1974 از دانشگاه پرينستون اخذ كرد. استاد گروه فيزيك در MIT در ماساچوست آمريكاست.

نيروى برهمكنش قوى

نيروى برهمكنش قوى كه اغلب به آن برهمكنش رنگى نيز مى گويند يكى از چهار نيروى بنيادين طبيعت است. اين نيرو بين كوارك ها كه ذرات بنيادى سازنده پروتون ها، نوترون ها و نوكلئون ها هستند عمل مى كند. ديويد گراس، ديويد پوليتزر و فرانك ويلچك خاصيتى از نيروى برهمكنش قوى را كشف كردند كه به كمك آن مى توان توضيح داد به چه علت رفتار كوارك ها تنها در انرژى هاى بسيار زياد مانند رفتار ذرات آزاد است. (در حالى كه بقيه ذرات بنيادى در انرژى هاى معمول نيز چنين رفتارى را از خود بروز مى دهند. به عبارت ديگر كوارك ها در انرژى هاى پايين هميشه در دل ذرات كه از دو يا سه كوارك ساخته شده اند محبوس هستند. آنها در انرژى هاى پايين هميشه به صورت تركيب شده با كوارك هاى ديگر ديده مى شوند.

شكل 1

اين تئورى از بسيارى جهات توسط آزمايش هاى مختلفى به خصوص در سال هاى اخير در آزمايشگاه سرن (CERN) بررسى شده است. اين كشفيات توانسته اند پايه اى براى تئورى برهمكنش رنگ ها (كروموديناميك كوانتومى (QCD پى ريزى نمايند.

مدل استاندارد و چهار نيروى بنيادى طبيعت

اولين نيرويى كه انسان ها با آن آشنا شدند نيروى گرانش است. اين نيرو باعث افتادن اجسام بر روى زمين و همچنين گردش سيارات به دور خورشيد و حركت ستاره ها در كهكشان است. به نظر مى رسد كه نيروى گرانش نيروى بسيار قويياى است به عنوان مثال ارسال يك موشك به خارج از جو زمين احتياج به صرف انرژى و سوخت بسيارى دارد. با اين حال در جهان ريز (ميكرو سكوپيك) در مقايسه با نيروى بين ذراتى از قبيل الكترون و پروتون نيروى گرانش نيروى بسيار ضعيفى است [شكل (1)]. سه نيروى ديگر طبيعت كه اثر آنها اغلب در حوزه جهان هاى ريز (ميكروسكوپيك) ديده مى شود عبارتند از نيرو هاى برهمكنش.

الكترو مغناطيسى بر همكنش ضعيف و برهمكنش قوى. چگونگى عملكرد اين سه نيرو توسط نظريه مدل استاندارد توضيح داده مى شود. اين نظريه، نظريه اى بسيار قوى است براى اينكه مى تواند نظريه نسبيت خاص اينشتين و مكانيك كوانتومى را يكجا دربربگيرد. (البته به خاطر مسائل و مشكلات تكنيكى هنوز نمى توان آن را نظريه اى كامل و سازگار دانست.)

مدل استاندارد مى تواند توضيحى براى كوارك ها، لپتون ها و ذراتى كه نيروها را حمل مى كنند ارائه كند. كوارك ها به عنوان نمونه سازنده ذراتى مانند پروتون ها نوترون ها هستند.

الكترون ها كه سازنده پوشش بيرونى اتم ها هستند در دسته لپتون ها قرار دارند. تا جايى كه مى دانيم الكترون ها خود از ساختار هاى ريزترى تشكيل نشده اند.

7برهمكنش الكترومغناطيسى سازنده نور و چسبندگى مواد

برهمكنش الكترو مغناطيسى مى تواند توصيفى مشترك براى بسيارى از پديده ها كه در جهان ما را دربرگرفته اند ارائه دهد. به عنوان نمونه اصطكاك، مغناطيس و علت اينكه چرا جسمى بر روى ميز از درون ميز عبور نمى كند، به كمك اين نيرو قابل توضيح هستند.نيروى الكترومغناطيسى كه در اتم هيدروژن، الكترون و پروتون را به هم پيوند مى دهد به اندازه غيرقابل تصور 1041 بار از نيروى گرانشى بين آ نها قوى تر است. اندازه اين دو نيرو متناسب با مربع فاصله كاهش مى يابد با اين حال نيروى هاى بلند برد محسوب مى شوند.

هر دوى اين نيرو ها يعنى الكترو مغناطيس و گرانش توسط ذرات حامل كه به ترتيب فوتون (ذرات نور) و گراويتون هستند حمل مى شوند. برخلاف فوتون ذره گراويتون هنوز به صورت آزمايشگاهى كشف نشده است. دليل بلندبرد بودن اين دو نيرو را مى توان به كمك اين واقعيت كه ذرات حامل اين نيرو ها بدون جرم هستند توضيح داد.فيزيكدانان توانسته اند به كمك تئورى الكتروديناميك كوانتومى QED توصيف مناسبى براى برهمكنش الكترو مغناطيسى ارائه نمايند. اين تئورى يكى از موفقيت آميزترين تئورى هاى فيزيكى است كه با دقت يك در ده ميليون با نتايج آزمايشگاهى توافق دارد. توموناگا، جوليان شوينگر و ريچارد فاينمن جايزه نوبل فيزيك در سال 1965 را براى اين نظريه از آن خود كردند. يكى از دلايل موفقيت اين نظريه وجود يك ثابت كوچك به اسم ثابت كوپلاژ با مقدار 137/1 در معادلات است. وجود اين ثابت كوچك تر از يك اين امكان را فراهم مى سازد كه براى محاسبه اثر نيروى الكترو مغناطيس از بسط سرى ها در معادلات استفاده شود. اين روش رياضى كه به آن روش حل اختلالى مى گويند توسط فاينمن بسط و گسترش يافت.

يكى از خواص مهم نظريه الكترو ديناميك كوانتومى (QED) اين است كه ثابت كوپلاژ در انرژى هاى مختلف مقادير مختلفى دارد. اين مقدار با افزايش انرژى افزايش مى يابد. به عنوان نمونه در شتاب دهنده CERN مقدار آن به جاى 137/1 ، 128/1 در انرژى حدود 100 بيليون الكترون ولت اندازه گيرى شده است. اگر نمودار اندازه ثابت كوپلاژ نسبت به انرژى رسم شود، آن گاه اين منحنى داراى يك شيب آرام به سمت بالا خواهد بود كه فيزيكدانان اصطلاحاً مى گويند شيب منحنى يا تابع بتا مثبت است.

7برهمكنش ضعيف و واپاشى راديواكتيويته

نيروى برهمكنش ضعيف توسط ذرات بوزونى +- Wو Z0 حمل مى شود كه برخلاف فوتون و گراويتون داراى جرم هستند (حدود 100 برابر جرم پروتون!) و اين توضيحى است براى اينكه چرا اين نيرو يك نيروى كوتاه برد است. اين نيرو هم بر روى كوارك ها و هم بر روى لپتون ها اثر مى كند و علت واپاشى راديواكتيويته است. اين نيرو نسبت بسيار نزديكى با نيروى الكترو مغناطيس دارد به طورى كه فيزيكدانان توانستند هر دوى آنها را به صورت نيروى واحدى به نام برهمكنش الكترو ضعيف وحدت ببخشند (1970). جرارد هوفت و مارتينز ولتمن به خاطر فرمول بندى اين دو نيرو در يك نظريه واحد جايزه نوبل سال 1999 را از آن خود كردند.

شكل 2

برهمكنش قوى _ بار و رنگ

از دهه 1960 مشخص شده بود كه پروتون و نوترون از ذرات بنيادى ترى به اسم كوارك ساخته شده اند. اما نكته عجيب اين بود كه امكان ساخت ذره كوارك به صورت آزاد وجود نداشت. آنها هميشه محبوس هستند و اين خاصيتى بنيادى براى اين ذرات است.

تنها جمع كوارك ها به صورت دوتايى و سه تايى مى تواند وجود داشته باشد. بار الكتريكى كوارك ها كسرى از بار الكتريكى پروتون است به صورت يك سوم يا دو سوم بار پروتون و اين خاصيتى است عجيب كه هنوز توضيحى براى آن يافت نشده است. هر كوارك علاوه برداشتن بار الكتريكى خاصيت ويژه ديگرى نيز دارد كه مانند بار الكتريكى كميتى كوانتنيزه است و تنها مى تواند مقادير ويژه اى داشته باشد. به اين خاصيت بار رنگى گفته مى شود. كوارك ها مى توانند بار رنگى قرمز، آبى و سبز داشته باشند. براى هر كوارك يك پادكوارك نيز وجود دارد مانند پوزيترون كه پاد ذره الكترون است. پادكوارك ها داراى بار رنگى پاد قرمز، پاد آبى يا پاد سبز هستند. جمع كوارك هايى كه در طبيعت مى توانند وجود داشته باشند بايد داراى بار رنگى خنثى باشند همانطور كه تشكيل مولكول هاى خنثى (از نظر الكتريكى) به خاطر جاذبه الكتريكى بين اجزاى مثبت و منفى آن است. نيروى بين پروتون ها و نوترون ها در هسته اتم ها به خاطر نيروى بين بار هاى رنگى كوارك هاى تشكيل دهنده آنها به وجود مى آيد.نيروى بين كوارك ها توسط ذرات حاملى به اسم گلوئون ها حمل مى شود. اين ذرات مانند فوتون بدون جرم هستند ولى برخلاف فوتون ها داراى بار رنگى هستند. همين خصوصيت باعث پيچيدگى توضيح اين نيرو و تفاوت آن با نيروى الكترو مغناطيس است.

براى سال ها فيزيكدانان اعتقاد داشتند كه نمى توان روشى براى محاسبه برهمكنش قوى ميان كوارك ها يافت كه شبيه روش محاسبات برهمكنش هاى الكترو مغناطيسى و ضعيف باشد. به اين دليل كه ثابت كوپلاژ براى برهمكنش قوى بزرگ تر از يك است و نمى توان روش اختلالى فاينمن (كه در بالا توضيح داده شد) را براى محاسبات اين نظريه به كار برد. متاسفانه تا به امروز نيز روش رضايت بخشى براى محاسبه برهمكنش قوى يافت نشده است.به نظر مى رسد كه شرايط در انرژى هاى بالا بدتر هم باشد البته به شرط آنكه تابع بتا براى اين تئورى مثبت باشد كه در نتيجه ثابت كوپلاژ با بالا رفتن انرژى افزايش مى يابد و محاسبات را دشوارتر مى سازد.كورت زيمانسكى فيزيكدان آلمانى دريافت كه تنها راه رسيدن به يك نظريه معقول پيدا كردن يك تابع بتا منفى براى اين نظريه است. اين رهيافت همچنين مى تواند علت آنكه گاهى اوقات كوارك ها در داخل پروتون به صورت ذره هاى آزاد خود را آشكار مى سازند توضيح دهد. اثرى كه در آزمايش برخورد ميان الكترون و پروتون ديده مى شود.

متاسفانه زيمانسكى خود نتوانست به اين نظريه دست يابد حتى جرارد هوفت در تابستان 1972 به اين كشف نزديك شده بود ولى فيزيكدانان ديگر نااميد شده بودند زيرا شواهد نشان مى داد كه يك نظريه واقعى بايد داراى تابع بتاى مثبت باشد. اما امروزه ديگر مشخص شده است كه اين موضوعى نادرست است زيرا در ژانويه 1973 دو مقاله پى در پى در مجله فيزيكال ريويولترز توسط گراس و ويلچك و ديگرى توسط پوليتزر به چاپ رسيدند كه در كمال تعجب نشان مى دادند تابع بتا مى تواند مقادير منفى داشته باشد. آنها زمانى اين كشف را انجام دادند كه كاملاً جوان بودند در اين حد كه حتى گراس و ويلچك هنوز دانشجويان تحصيلات تكميلى بودند.مطابق نظريه آنها حامل هاى نيروى برهمكنش قوى يعنى گلوئون ها داراى خاصيتى غيرمنتظره و ويژه هستند به اين صورت كه آنها نه تنها با كوارك ها بلكه خودشان نيز برهمكنش مى كنند.طبق اين خاصيت هنگامى كه كوارك ها به يكديگر نزديك مى شوند برهمكنش بار رنگى ميان آنها كاهش مى يابد. كوارك ها موقعى به يكديگر نزديك مى شوند كه انرژى آنها افزايش يافته باشد و طبق اين نظريه اندازه برهمكنش در اين هنگام كاهش مى يابد. اين خاصيت كه به آن «آزادى مجانبى» مى گويند به معنى منفى بودن تابع بتا است. به عبارت ديگر برهمكنش با افزايش فاصله افزايش مى يابد كه اين مى تواند توضيحى براى اين باشد كه چرا كوارك ها هميشه در نوكلئون ها محبوس هستند. آزادى مجانبى اين امكان را فراهم مى سازد كه بتوان فاصله اى را كه در آن كوارك ها و گلوئو ن ها به صورت ذرات آزاد رفتار مى كنند، محاسبه كرد. با برخورد دادن ذرات در انرژى هاى بسيار زياد با يكديگر مى توان آنها را به اندازه كافى به يكديگر نزديك كرد. هنگامى كه آزادى مجانبى كشف شد و نظريه QCD فرمول بندى شد محاسبات توانستند توافق بسيار خوبى با نتايج آزمايشگاهى از خود نشان دهند. شكل 27 آبشار ذرات حقيقت را فاش مى كند.

يكى از مهم ترين اثبات هاى نظريه QCD توسط آزمايش برخورد الكترون و پاد ذره آن يعنى پوزيترون در انرژى هاى بالا صورت مى گيرد. در اين آزمايش الكترون و پوزيترون يكديگر را نابود مى كنند و مطابق معادله اينشتين E=mc2 انرژى اين ذرات مى تواند به صورت ذرات جديدى ظاهر شود، به عنوان مثال ذرات كوارك. در اين فرآيند ذرات كوارك در فواصل بسيار نزديك به هم آفريده مى شوند و با سرعت بسيار زيادى از يكديگر دور مى شوند. امروزه مى توان اين فرآيند را به كمك مفهوم آزادى مجانبى به دقت محاسبه كرد.در حقيقت وقتى كوارك ها مى خواهند از يكديگر دور شوند تحت تاثير نيروى افزايش يابنده برهمكنش قوى قرار مى گيرند (در بخش قبل توضيح داده شد) كه اين نيرو باعث توليد زوج ذرات جديد كوارك مى شود و بدين ترتيب آبشارى (رگبارى) از ذرات در جهت كوارك و پادكوارك اوليه توليد مى شود. با اين حال اين فرآيند خاطره اى از آزادى مجانبى ذرات اوليه را در خود نگه مى دارد كه مى توان تاثير آن را بر احتمالات وقايعى كه در آبشار ذرات اتفاق مى افتد محاسبه كرد. نتايج اين محاسبات با آزمايش ها توافق زيادى دارد.واقعه بسيار قانع كننده ديگرى كه در شتاب دهنده DESY در هامبورگ آلمان در اواخر 1970 يافت شد وجود سه آبشار در آ زمايشات بود كه اين فرآيند را مى توان در نظر گرفتن تابش گلوئون از كوارك _ پادكوارك اوليه به خوبى توضيح داد. (شكل سه)آزادى مجانبى حتى توانست پديده اى را كه قبلاً در شتاب دهنده استانفورد ديده شده بود توجيه نمايد. (فريدمن_ كندال و تيلور- جايزه نوبل 1990) اجزاى سازنده پروتون ها كه داراى بار الكتريكى هستند (كوارك ها) در انرژى هاى بالا به صورت ذرات آزاد عمل مى كنند در اين حالت اندازه حركت كوارك ها تنها نصف اندازه حركت پروتون ساخته شده از آنها است و بقيه اندازه حركت پروتون ناشى از اندازه حركت گلوئون ها است.

آيا مى توان نيروهاى طبيعت را وحدت بخشيد

شكل 3

به وجود آمدن امكان توصيف واحد براى نيروهاى طبيعت

QCD يكى از جالب ترين آثار آزادى مجانبى در نظريه است. هنگامى كه نمودار مقدار ثابت كوپلاژ بر حسب انرژى را براى برهمكنش هاى الكترومغناطيسى، ضعيف و قوى بررسى مى كنيم، اين موضوع آشكار مى شود كه اين سه نمودار يكديگر را در يك نقطه اى با انرژى بالا (به طور تقريبى نه به صورت دقيق) قطع مى كنند و در اين نقطه مقدار يكسانى دارند. بدين ترتيب مى توان ديد كه اين سه نيرو با همديگر يكى شده اند و اين يكى از روياهاى قديمى فيزيكدانان است كه دوست دارند قوانين طبيعت را به ساده ترين زبان ممكن توضيح دهند.با اين حال براى آنكه روياى وحدت نيروها به واقعيت بپيوندد بايد اصلاحاتى در مدل استاندارد به وجود آورد. يك راه ممكن در نظر گرفتن ذرات جديدى به اسم ذرات ابرتقارن است كه اگر جرمشان به اندازه كافى كم باشد مى توان وجود آنها را در شتاب دهنده در حال ساخت LHC در CERN بررسى كرد.اگر ابرتقارن كشف شود مى تواند پشتوانه قويى براى نظريه ابرريسمان ها باشد كه آن نيز شايد بتواند نيروى گرانش را با بقيه نيروها وحدت ببخشد. صرف نظر از اين پيشرفت ها كشف آزادى مجانبى در QCD تغييرات عميقى را در فهم ما از نيروهاى بنيادين طبيعت به وجود آورده است.

به نقل از سي پي اچ تئوري

آزمايش تامسون ( محاسبه نسبت بار به جرم الكترون ) 

The essentials

Name: silicon Symbol: Si Atomic number: 14 Atomic weight: 28.0855 (3) r CAS Registry ID: 7440-21-3

Group number: 14 Group name: (none) Period number: 3 Block: p-block

Description 

Here is a brief description of silicon.

• Standard state: solid at 298 K
• Colour: dark grey with a bluish tinge
• Classification: Semi-metallic
• Availability:

Small and large samples of silicon lump like this, as well as foil, can be purchased via their web catalogue from Advent Research Materials via their web catalogue.

Silicon is present in the sun and stars and is a principal component of a class of meteorites known as aerolites. Silicon makes up 25.7% of the earth's crust by weight, and is the second most abundant element, exceeded only by oxygen. It is found largely as silicon oxides such as sand (silica), quartz, rock crystal, amethyst, agate, flint, jasper and opal. Silicon is found also in minerals such as asbestos, feldspar, clay and mica.

Silicon is important in plant and animal life. Diatoms in both fresh and salt water extract silica from the water to use as a component of their cell walls. Silicon is an important ingredient in steel. Silicon carbide is one of the most important abrasives. Workers in environments where silicaceous dust is breathed may develop a serious lung disease known as silicosis.

Hydrolysis and condensation of substituted chlorosilanes can be used to produce a very great number of polymeric products, or silicones. These range from liquids to hard, glasslike solids with many useful properties.

Elemental silicon transmits more than 95% of all wavelengths of infrared and and has been used in lasers to produce coherent light at 456 nm.

Nearing Zero cartoon included by kind permission of Nick Kim.

Isolation

Here is a brief summary of the isolation of silicon.

There is normally no need to make silicon in the laboratory as it is readily available commercially. Silicon is readily available through the treatment of silica, SiO₂, with pure graphite (as coke) in an electric furnace.

SiO₂ + 2C → Si + 2CO

Under these conditions, silicon carbide, SiC, can form. However, provided the amount of SiO₂ is kept high, silicon carbide may be eliminated.

2SiC + SiO₂ → 3Si + 2CO

Very pure silicon can be made by the reaction of SiCl₄ with hydrogen, followed by zone refining of the resultant silicon.

SiCl₄ + 2H₂ → Si + 4HCl

سیکل ترکیبی چیست؟

سیکل ترکیبی چیست؟
برای پاسخ به پرسش مذکور در ابتدا تعریفی از انواع توربین ها و اصول کلی کار آنها ارائه می دهیم.
توربین ها اصو لا بر اساس عامل ایجاد کننده کار تقسیم بندی می گردند . اگر عامل فوق گاز باشد آن را بخاری اگر آب باشد آبی و چنانچه باد باشد توربین بادی گو یند. توجه داشته باشیم که منظور از گاز گاز ناشی از احتراق است. لذا نوع سوخت دخیل در آن که بر حسب مورد می تواند گازوئیل مازول یا گاز باشد در این تقسیم بندی ها اهمیت ندارد. (اگر چه در کشور ما سوخت گاز سوخت غالب این توربین هاست. )

هر توربین گاز v94.2 متشکل از دو محفظه احتراق است که در طر فین توربین نصب هستند و سوخت گاز یا گازو ئیل پس از ورود به آن همراه با عملکرد سیستم جرقه مشتعل شده و با هوایی که از سمت فیلتر های ورودی وارد کمپرسور شده و پس از انبساط از آن خارج می شود وارد ناحیه محفظه احتراق شده محترق می گردد و گازی با درجه حرارت 1050 در جه سانتیگراد تو لید می نماید.

گاز مذکور وارد توربین گاز شده و سبب گردش توربین و در نتیجه محور ژنراتور ده و تولید برق می کند. محصول خروجی از توربین گاز دودیست با درجه حرارت حدود 550 درجه سانتیگراد که به عنوان تلفات حرارتی از طریق دودکش وارد جو می شود و به ایت ترتیب توربین گاز در بهترین شرایط با بهره برداری حدود 33 درصد تولید انرژی می کند. به بیان دیگر 67 درصد دیگر به عنوان تلفات حرارتی محسوب و فاقد کارایی می باشد.

ایده سیکل ترکیبی در واقع بازیافت مجدد از بخش 67 درصد یاد شده است. به این ترتیب که در بخش خروجی اگزوز هر توربین گاز با نصب دریچه های کنترل شونده گاز داغ فوق را به قسمت دیگ بخار هدایت تا آب موجود در آن به بخار سوپر هیت(بخار خیلی داغ و خشک) با درجه حرارت حدود 530 درجه سانتیگراد تبدیل و به همراه بخار خروجی از بویلر دوم جهت استفاده در توربین بخار به کار گرفته شود.
به این ترتیب در بخش دیگ بخار چون از مشعل و سوخت جهت گرمایش صرفه جویی می شود راندمان در کل افزایش یافته و به رقمی معادل 55 در صد می رسد. (نزدیک به 25 درصد از 67 درصد تلفات فوق الذکر بازیافت و بدون نیاز به سوخت اضافی تبدیل به انرژی الکتریکی می شود. )

این بخار پس از انجام کار در توربین بخار افت درجه حرارت پیدا کرده و دمای آن به رقمی حدود 60 درجه سانتیگراد می رسد و در اینجا به منظور استفاده مجدد از آن بخار فوق توسط سیستم خنک کن ( در نیرو گاه کرمان به کمک فنر های پرقدرت) سرد و تبدیل به آب شده و جهت استفاده مجدد پس از انجام عملیات تصفیه بین راهی وارد تانک تغذیه می گردد تا دوباره وارد دیگ بخار گشته و تبدیل به بخار سوپر هیت شود.
این چرخه را سیکل ترکیبی گویند که نیرو گاه کرمان یکی از نیرو گاه های فوق الذکر در سطح کشور محسوب می شود.

آب مورد نیاز این نیرو گاه از طریق سه حلقه چاه حفر شده در دشت جو پار تامین و به کمک خط لوله به استخر آب خام نیرو گاه به ظرفیت 3000 متر مکعب وارد و ذخیره شده تا پس از انجام عملیات تصفیه مورد استفاده بویلر های نیرو گاه قرار گیرد.
ظرفیت آبدهی چاه های مذکور 80 لیتر در ثانیه است.

The essentials

Description 

Here is a brief description of ununhexium.

• Standard state: presumably a solid at 298 K
• Colour: unknown, but probably metallic and silvery white or grey in appearance
• Classification: Metallic
• Availability:

  Not commercially available.

An isotope of Element 116 (²⁹²Uuh) was identified in the reaction of ²⁴⁸Cm with ⁴⁸Ca. It is very shortlived and decomposes to a known isotope of element 114, ²⁸⁸₁₁₄Uuq.

Isolation

Results published on the 6th December 2000 concerning recent experiments at Dubna in Russia (involving workers from The Joint Institute for Nuclear Research, Dubna, Russian Federation; The Lawrence Livermore National Laboratory, California, USA; The Research Institute of Atomic Reactors, Dimitrovgrad, Russian Federation; and The State Enterprise Electrohimpribor, Lesnoy, Russian Federation) describe the decay of the isotope ²⁹²Uuh (produced in the reaction of ²⁴⁸Cm with ⁴⁸Ca) to ²⁹²Uuq.

²⁴⁸₉₆Cm + ⁴⁸₂₀Ca → ²⁹²₁₁₆Uuh + 4 n

This decayed 47 milliseconds later as follows to a previously identified isotope of element 114, Uuq.

²⁹²₁₁₆Uuh → ²⁸⁸₁₁₄Uuq + ⁴₂He

پيشگفتار

بحث بسيار مهمي اكنون در جمع محققين نانوتكنولوژي nanotechnology در جريان است. اين بحث به نام جدل دركسلر-اسماليDrexler-Smalley debate خوانده ميشود، و برروي موضوع اسمبلي مولوكوليmolecular assembly متمركز است. اريك دركسلرEric Drexler بيست سال پيش نانوتكنولوژي را بنيانگذاري كرد، و رئيس هيئت مديره موسسه فورسايت است. ريچارد اسمالي از برندگان جايزه نوبل در شيمي و محقق نانوتكنولوژي در 10 سال گذشته بوده است، و بر روي امكانات كاربردي ننوتوب كربنيcarbon nanotubes كار كرده است. جالب است كه يكي از برجسته ترين نظريه پردازان عصر ما، كه از شخصيت هاي دانش هوش مصنوعي است، يعني ري كورزويل Ray Kurzweil، اين جدل دركسلر-اسمالي را با دقت مورد خطاب قرار داده است. مقاله كورزويل شرح جز به جز تكنيكي اين جدل است، و او به شكل علمي نشان ميدهد كه چرا مهم است كه از ديدگاه دركسلر حمايت شود. به نظر من، جدل دركسلر- اسمالي، اهميتي در فراسوي تعلقات عرصه هاي ويژه تحقيقاتي آن ها دارد، نظير بحث هاي مشابه 20 سال پيش در عرصه هوش مصنوعي، وقتيكه از سوئي مكارتيMcCarthy و مينسكيMinsky معتقد بودند هوش مصنوعي امكان پذير است، و از سوي ديگر، كساني نظير درايفوسDreyfus و سرلSearle، يا امكانAI را نفي ميكردند و يا آنرا خيلي ضعيف مي ديدند. من درباره منازعات هوش مصنوعي در جاي ديگر نوشته ام. بيست سال بعد يعني امروز، آشكار است كه هوش مصنوعي امكان پذير است، اگرچه با هوش طبيعي يكي نيست، اما از بسياري جنبه ها، مثلأ براي كار كردن با مقادير زياد اطلاعات، از هوش طبيعي هم پرقدرت تر است. بنابراين واقعأ هوش *مصنوعي* است، و نه به مفهوم تحقير آميز كلمه. به همينگونه الماس مصنوعي ننوتك ميتواند يك آفرينش جديد باشد، حتي بهتر از اصل، چه از نظر زيبائي، چه از نظر دوام، و يا از لحاظ خواص ديگر.

آيا كشورهاي توسعه نيافته بايستي به اين موضوع فكر كنند؟

آنچه كه در اين منازعات مهم است اين است كه اگر مردم اين نظر را به پذيرند كه خلق مجدد جهان غير ممكن است، آنچه كه مخالفين نانوتكنولوژي تبليغ ميكنند، ممكن است كه ما يك فرصت تاريخي را از دست بدهيم، فرصتي كه ميتواند از انقلاب كامپيوتري 20 سال گذشته نيز مهمتر باشد. ممكن است به پرسيد كه اين جدل چه اهميتي براي كشورهاي توسعه نيافته نظير ايران دارد، و اينكه چرا روشنفكران ايراني بايستي اصلأ نگران اين موضوع بوده و در اين رابطه به خود زحمت دهند؟ همانگونه كه سالها پيش، براي بسيارنياز ورود به منازعات هوش مصنوعي و جامعه فراصنعتي مايه شگفتي بود، وقتي كه حتي جامعه صنعتي نيز به سختي در ايران توسعه يافته است. اما امروز، همه به اهميت كامپيوتر، اينترنت و اقتصاد گلوبال براي ايران اذعان دارند، و اينكه چرا موضوعاتي نظير ملحق شدن به سازمان جهاني تجارتWTO اهميت بسيار زيادي براي ايران حال و اينده ايران دارد، وحتي بسياري از روشنفكران ايران هم اكنون در اين تلاش ها فعال هستند. به همينگونه نانوتكنولوژي ميتواند مهمترين تكنولوژي اي باشد كه حتي سلول هاي سوختيfuel cells تازه خلق كند، و به عصر نفت پايان دهد، و نه تنها بر اقتصاد كشورهاي توليد كننده نفت نظير ايران، تأثير جدي بگذارد، بلكه كل توليد صنعتي در سطح جهاني، كه بر توليد انرژي استوار است را دگرگون كند، و تأثير جدي بر فقر و ثروت در هر نقطه جهان بگذارد. و هيچ دليلي ندارد كه دانشمندان كشوري نظير ايران در توسعه نانوتكنولوژي شركت نكنند، وقتيكه اين تكنولوژي نه تنها برروي كشورهاي توسعه يافته، بلكه برروي بازده توليد جهاني در فراسوي يك مقياس بزرگ order of magnitude تأثير گذار است. آنجه در بالا ذكر كردم دليل آن است كه چرا بنظر من، دنبال كردن جدل دركسلر-اسمالي، براي روشنفكران ايران مهم است.

اسمبلي مولوكوليMolecular Assembly چيست؟

اولين بروسه هاي توليدي مانوفاكتور در پايان قرون وسطي در اروپاي اواخر سالهاي 1500 شكل گرفتند. اين توليد عبارت بود از ساختن اشيأ از مواد اوليه با دست يا با ماشين آلات به طور سيستماتيك همراه تقسيم كار. سپس اختراع ماشين بخار در قرن هجدهم، ماشين آلات متحرك را بوجود اورد، كه با نيروي مهار شده توسط اين موتور ها به حركت در ميآمدند. مانوفاكتور به كارخانه توسعه يافت، و بدينگونه سيماي كره زمين طي دويست سال بعد از آن، كاملأ دگرگون شد. امروز نانوتكنولوژي درباره اسمبلي مولوكولي است، كه نوع مينياتوري مانوفاكتور است، و ميتواند اساسأ دنيا را از نوبيآفريند، آنهم با بازدهي بهتر، و نتيجه آن نه تنها ميتواند به وابستگي به مواد خام طبيعي پايان دهد، بلكه ممكن است توسعه صنعتي را كامل كند. آنگونه كه دنيل بل بخوبي نشان داده، جامعه صنعتي اساسأ عصر انرژي تمدن بشر بود، توليدي با ماشين آلات متحرك كه از انرژي مهار شده استفاده ميكردند. در نتيجه نانوتكنولوژي ميتواند بطور موفقيت آميزي مابقي توليد كشاورزي و صنعتي را كامل كند، و نه تنها از طريق حل مسأله انرژي، بلكه همچنين، از طريق افزودن هوش به موضوعات اين تمدن هاي بشري. به طور خلاصه ميتواند به تمام فعاليت هاي توليدي كه در شيوه هاي توليد ماقبل صنعتي هستند كمك كند كه به توليد هوشمند فراصنعتي برسند، هم آنگونه كه برنامه هاي كامپيوتري هوشمند در توليدات تكنولوژي نوينhigh tech امروز به كار برده ميشوند. يعني پس از توسعه ننوتك، اينگونه توليدات هوشمند براي همه فعاليت هاي توليدي به كار خواهند رفت. عبارات زير آنگونه ايست كه كورزويل استفاده از هوش را در ننوتك توضيح ميدهد، با استفاده از اصطلاح *نرم افزار* به معني وسيع كلمه:
"هرچند پيكربندي هايconfigurations بسياري پيشنهاد شده، يك اسمبلر نوعيtypical assembler، به صورت يك واحد روي ميزي توصيف شده، كه ميتواند هر محصولي كه از نظر فيزيكي ممكن، و ما برايش توصيف ترم افزاري داشته باشيم را، توليد كند. محصولات ميتوانند از كامپيوتر باشند تا لباس، آثار هنري باشند تا غذاي پخته شده. محصولات بزرگتر، نظير اثاثيه، ماشين، و حتي خانه نيز ميتوانند به صورت قايسيmodular ساخته شوند، يا از طريق ساختن اسمبلرهاي بزرگتر. آنچه كه از اهميت ويژه برخوردار است اسمبلري است كه كه ميتواند كپي خود را خلق كند. هزينه افزوده براي ساختن هر محصول فيزيكي، كه شامل هزينه خود اسمبلر هم ميشود، چند پنيpennies براي هر پوند خواهد بود، اساسأ قيمت مواد خام آن. البته هزينه واقعي در ارزش اطلاعاتي خواهد بود كه هر محصول را توصيف ميكند ، يعني نرم افزاري كه پروسه اسمبلي را كنترل ميكند. در نتيجه هر چيز با ارزش در جهان، از جمله خود اشيأ فيزيكي، اساسأ از اطلاعات تشكيل ميشوند. ما ازامروز از چنين شرايطي چندان دور نيستيم، چرا كه "محتوي اطلاعاتي" محصولات بطور سريعي به خط مجانب صد درصد ارزش آنها مماس ميشود." ري كورز.يل-جدل دركسلر-اسمالي درباره اسمبلر مولوكولي، 3 دسامبر، 2003] عبارات بالا بيان اصل آنچيزي است كه در پاراديم ننوتك براي دنيا اهميت دارد. اگر نيوتون قوانين حركت را توصيف كرد، و در پي آن، لاپلاس بحث ميكرد كه اگر شرايط اوليه جهان را داشته باشيم، با دانش قوانين نيوتون، ميتوان جهان در هر لحظه را پيش بيني كرد، ما نيز در اينجا شاهد آنيم كه علم در 300 سال گذشته توصيف ساختمان اشيأ را انجام داده، و آن به اين معني است كه ميشود، آنگونه كه در همانجا كورزويل از سخنراني تاريخي 1959 فيزيك دان معروف فينمنFeynman نقل ميكند، در نهايت تمام طبيعت را مصنوعأ از نو "اتم به اتم" ساخت.

چرا نوآفريني مصنوعي مهم است؟

چه اهميتي دارد كه ما آب را از دو اتم هيدرژن و يك اتم اكسيژن بسازيم؟ براي آنكه اگر مولكولهاي آب را اينگونه بسازيم، شبيه يك اسمبلي توليدي است، و ميتواند تريليون و تريليون بار ساخته شود، يعني انگونه كه فينمنFeyman اشاره ميكند، اشيأ اتم به اتم ميتوانند "مانور" داده شوند، و مواد در نتيجه ميتوانند كارآراتر شوند، و با خواص دلخواه توليد شوند. بيشتر آنكه در مواردي كه كمبود يا خطرات مخيط زيستي وجود دارد، مثلأ مورد نفت در دنياي كنوني، كه وابستگي به سوخت فسيل از نظر محيط زيستي كشنده است، ننوتك ميتواند يك الترناتيو پاكيزه در مقياس اقتصادي موثر، ارائه كند. همچنين اينگونه پروسه هاي مصنوعي ننوتك ميتوانند بسياري از اشتباهات كه در پروسه هاي طبيعي هستند را اجتناب كنند، همانگونه كه كامپيوتر در مقايسه با انسان، براي پروسه كردن مقاديرزياد اطلاعات، كمتر اشتباه ميكند. اين موضوع در پروسه هاي بيولوژيك مهم است، زمانيكه امراضي نظير سرطان نتيجه اشتباهات در عملكرد سلولها در پروسه هاي طبيعي هستند. آيا تمام اين پيشرفت ها ميتوانند خطرات و مسائلي را هم باعث شوند؟ البته! كورزويل مثال خوبي از شبكه هاي كامپيوتري و ويروس ها ميزند كه از طريق اين شبكه ها پخش ميشوند، و اشاره ميكند كه ما امروز حاضر نيستيم كامپيوتر و اينترنت را به خاطر ويروس به دور بريزيم ، و به جاي بازگشت به عقب، ما دفاع در برابر ويروس را بوجود مياوريم. البته مسدله اصلي منقديني نظير اسمالي خطرات نيستند. خطراتي نظير مسائل مكانيسم هاي خود سازself-replicating. چرا كه همانگونه كه همه ميدانيم خود سيستمهاي خودسازطبيعت، نظير سلولهاي انسان، مسأله كپي هاي غلط را به كرات نشان ميدهند، كه دليل امراضي نظير سرطان است. و نه تنهاسرطان، بلكه تمام پروسه سالخوردگي و امراضي نظير الزايمرAlzheimers نتيجه اشتباهات سلولهاي خود ساز طبيعت هستند. بنابراين كنترل در سيستمهاي خود ساز مصنوعي ميتوانند حتي براي حل اينگونه مسائل هم به كار روند. به عبارت ديگر، خطرات بالا موضوع اصلي منقديني نظير اسمالي نيست. اصل بحث آنها همانند درايفوسDreyfus و بحثهاي شطرنج وي، در زمان آغازغرصه دانش هوش مصنوعيAI، است، يعني آنها بحث ميكنند كه اسمبلر مولوكولي غير ممكن است، با اشاره به موضوعاتي نظير انگشتان چاق در ننوتك، كه اساسأ معني اش اين است كه دست روباطي كه براي وصل كردن اتمها بكار ميرود، وقتي به اندازه هاي كوانتومي تزديك شويم، بخاطر تأثيرات كوانتومي عدم تعين، نميتواند آزادانه حركت كند. اما همانگونه كه كورزويل به نحو احسنت نشان ميدهد، اندازه هاي ننوتك به مراتب از اندازه هاي كوانتومي كه در انها اين عدم تعين ها معني ميدهند، بزرگتر هستند، و حتي اگر چنين فاكتورهائي هم وارد شوند، و مشكل ايجاد كنند، آنها مسائلي براي حل كردن هستند، و نه براي دلسرد شدن از امكان ننوتك.

نتيجه گيري

چگونه اورانيوم به انرژي تبديل مي شود؟

غني سازي:

اورانيوم طبيعي اصولا شامل مخلوطي از دو ايزوتوپ (نوع اتمي) از اورانيوم است. تنها 7/0 درصد از اورانيوم طبيعي، شكاف پذير و يا داراي قابليت شكاف پذيري است كه با شكافته شدن در راكتورهاي هسته اي انرژي توليد مي كنند. ايزوتوپ اورانيوم شكاف پذير، اورانيوم نوع 235 (u-235) است و پس مانده آن اورانيوم 238 (u-238) است.

در بيشتر انواع راكتورهاي معمولي هسته اي به اورانيوم 235 (u-235 كه اورانيوم با غلظت بيش از حد طبيعي است) نياز دارند. عمليات غني سازي، غلظت اورانيوم را بيشتر مي كند. عموماً بين 5/3 تا 5 درصد اورانيوم 235 با بيرون آوردن 8 درصد از اورانيوم 238. اين عمل با جداسازي گازي هگزافلوريد اورانيوم در دو جريان انجام مي گيرد. يكي به اندازه لازم غني سازي مي شود و اورانيوم غني شده ضعيف ناميده مي شود و ديگري به اورانيوم 235 منتهي مي شود كه به پس مانده معروف است.

در عمليات غني سازي در مقياس هاي بزرگ تجاري وجود دارد، كه هر كدام هگزافلوريد اورانيوم را به عنوان منبع استفاده مي كنند: نفوذ گازي و تفكيك گازي و هر دوي آنان از خواص فيزيكي مولكولي استفاده مي كنند. مخصوصا با 10 درصد اختلاف جرم، براي جداسازي ايزوتوپ ها محصول اين مرحله از چرخه سوختي هسته اي، اورانيوم هگزا فلوريد غني شده است كه براي توليد اورانيوم اكسيد غني شده تغيير حال مجدد مي يابد.

توليد و ساخت سوخت

سوخت راكتور غالباً به شكل گلوله اي سراميكي است. اين گلوله ها از اورانيوم اكسيد كه در دمايي بسيار بالا (بيش از 1400 درجه سانتيگراد) پخته شده است شكل مي گيرند. سپس گلوله ها در لوله هاي فلزي از ميله سوختي پوشانده مي شوند كه در مجتمع هاي سوختي براي استفاده در راكتورها آماده هستند. ديمانسيون گلوله هاي سوختي و اجزاي ديگر مجتمع سوختي به دقت كنترل مي شوند تا از پايداري و دارا بودن آنان از خصوصيات دسته هاي سوختي اطمينان حاصل شود.

در تأسيسات توليد سوخت توجه زيادي به شكل و اندازه مخزن هاي عملياتي مي شود تا از اتفاقات خطرناك جلوگيري شود. (يك زنجير محدود واكنش پرتو آزاد مي كند). با سوخت غني شده ضعيف امكان اتفاق افتادن اين حوادث بعيد به نظر مي رسد. اما در تأسيسات هسته اي بررسي سوخت هاي مخصوص براي تحقيقات راكتورها عملي حياتي است.

توليد نيرو

درون يك راكتور هسته اي اتم هاي اورانيوم 235 (u-235) شكافته مي شوند و در جريان عمليات پردازش انرژي آزاد مي كنند. اين انرژي اغلب براي حرارت دادن آب و تبديل كردن آن به بخار استفاده مي شود.

بخار توربيني را كه به ژنراتور متصل است به حركت مي اندازد و باعث توليد الكتريسيته مي شود. مقداري از اورانيوم 238 (u-238 به شكل سوخت) در هسته و مركز راكتور به پلوتونيوم تبديل مي شود و اين يك سوم انرژي در يك راكتور هسته اي معمولي را حاصل مي كند. شكافتن اورانيوم به عنوان منبع حرارت در راكتورها استفاده مي شود. همان گونه كه سوزاندن زغال سنگ، گاز و يا نفت به عنوان سوخت فسيلي در تأسيسات نيرو استفاده مي شود.

سوخت مصرف شده (خرج شده)

با گذشت زمان، غلظت قطعات و عناصر سنگين شكافته شده مانند پلوتونيوم در مجموعه سوخت افزايش خواهد يافت تا جايي كه ديگر هيچ سودي در استفاده دوباره از سوخت نيست. بنابراين پس از گذشت 12 الي 24 ماه سوخت مصرف شده از راكتور خارج مي شود. مقدار انرژي كه از مجموعه سوختي توليد شده است با نوع راكتور و سياست و كارداني گرداننده راكتور تغيير مي كند.

معمولا بيش از 45 ميليون كيلو وات ساعت الكتريسيته از يك تن اورانيوم طبيعي توليد مي شود. توليد اين مقدار انرژي الكتريكي با استفاده از سوخت هاي فسيلي ملزم به سوزاندن بيش از 20 هزار تن زغال سنگ سياه و 30 ميليون مترمكعب گاز است.

انبار كردن سوخت مصرف شده

وقتي يك مجموعه سوختي، از راكتور خارج مي شود از خود پرتو ساطع مي كند كه اساساً بيشتر از شكافتن قطعات و حرارت آن است. سوخت مصرف شده فوراً در استخرهاي انبار كه در اطراف راكتور براي كاهش ميزان پرتوزايي آن است تخليه مي شوند. در استخرها، آب جلوي پرتوزايي را مي گيرد و همچنين حرارت را به خود جذب مي كند.

سوخت مصرف شده در چنين استخرهايي براي ماه ها و يا سال ها نگه داشته مي شوند.

وابسته به سياست كشورهاي مختلف در بعضي از آنها مقداري از سوخت مصرف شده به امكانات و تأسيسات انبار مركزي انتقال مي يابند. سرانجام، سوخت مصرف شده يا بايد دوباره پردازش شود و يا براي دفع اتمي آماده شود.

پردازش دوباره

سوخت مصرف شده چيزي حدود 95 درصد اورانيوم 238 است ولي داراي حدود يك درصد اورانيوم 235 كه شكافته شده نيز نيست، و در حدود يك درصد پلوتونيوم و سه درصد محصولات شكافته شده كه در حد زيادي پرتوزا هستند و ديگر عناصر ترانزورانيك (كه عدد اتمي بيشتري نسبت به اورانيوم دارد) كه در راكتور شكل گرفته اند در دستگاه هاي دوباره سازي سوخت مصرف شده به سه جزء تشكيل دهنده خود تفكيك مي شوند: اورانيوم، پلوتونيوم و پس مانده كه شامل محصولات شكافته شده است. دوباره سازي امكان بازسازي مجدد اورانيوم و پلوتونيوم به سوخت تازه را مي دهد و بخش عمده اي از پس مانده كاهيده را توليد مي كند. (مقايسه با به حساب آوردن كل سوخت مصرف شده به عنوان پس مانده)

بازسازي مجدد اورانيوم و پلوتونيوم

اورانيوم حاصل از دوباره سازي كه معمولا غلظتي كمي بيشتر از اورانيوم 235 دارد و در طبيعت رخ مي دهد، مي تواند اگر نياز باشد پس از تبديل كردن و غني شدن به عنوان سوخت استفاده شود. پلوتونيوم مي تواند مستقيماً به MOX (سوخت مخلوط اكسيد) تبديل شود كه در آن اورانيوم و پلوتونيوم مخلوط شده اند.

در راكتورهايي كه از سوخت MOX استفاده مي كنند، پلوتونيوم به جاي اورانيوم 235 جانشين سوخت اورانيوم اكسيد معمولي مي شود.

دفع سوخت مصرف شده

در حال حاضر، هيچ گونه امكاناتي براي دفع سوخت مصرف شده (برخلاف امكانات انبارسازي) وجود ندارد كه براي دوباره سازي استفاده مي شود و پس مانده هاي به جا مانده از دوباره سازي مي توانند در محلي انباشته شوند. هرچند نتايج فني و تكنيكي مرتبط با دفع سوخت ثابت كرده اند كه هيچ احتياجي به تأسيس چنين امكاناتي در برابر حجم كم پس مانده ها نيست. انبار كردن با توجه به كاهش در حال رشد پرتوزايي براي مدت طولاني آسان تر است. همچنين مقاومت مغناطيسي در سوخت دفع شده وجود دارد، چون منبع قابل توجهي از انرژي در آن است كه مي تواند دوباره فرآوري شود و امكان بازيافت دوباره را به اورانيوم و پلوتونيوم بدهد.

تعدادي از كشورها در حال انجام مطالعاتي در زمينه تصميم گيري بهترين راه براي نزديك شدن به دفع سوخت مصرف شده و پس مانده هاي پس از دوباره سازي هستند. روش متداولي كه امروزه استفاده مي شود قرار دادن سوخت مصرف شده در انبارهاي زيرزميني است:

پس مانده ها

پس مانده هاي حاصل از چرخه سوختي هسته اي در رده هاي: شديد، متوسط و كم دسته بندي مي شوند و اين تقسيم بندي براساس تشعشعات راديواكتيوي كه از خود ساطع مي كنند، است.

اين پس مانده ها از منابعي سرچشمه مي گيرند كه شامل موارد زير است:

پس مانده هاي رده پايين (Low-level) كه در تمام مراحل چرخه سوختي توليد مي شوند.

پس مانده هاي رده متوسط (Intermediat-level) كه در جريان عملكرد راكتور و دوباره سازي توليد مي شوند.

پس مانده هاي رده بالا (High-Level) كه شامل محصولات شكافته شده حاصل از دوباره سازي و در بسياري از كشورها خود سوخت مصرف شده هستند.

فرآيند غني سازي توليدات را به سوي تهي كردن اورانيوم هدايت مي كند. غلظت اورانيوم 235 به طور عمده كمتر از 7/0 درصد است كه در طبيعت پيدا مي شود. تعداد كمي از اين مواد كه اصولاً اورانيوم 238 هستند زماني استفاده مي شوند كه چگالي بسيار زياد نياز است. مثل استحفاظ پرتوافشاني و گاهي استفاده در توليد سوخت Mox. در حالي كه اورانيوم 238 قابل شكافتن نيست ماده اي پرتوافشاني كم است و بايد درمورد آن احتياط كرد، از اين رو يا آن را انبار و يا دفع مي كنند.

ميزان مواد موجود در چرخه سوختي هسته اي

موارد زير فرضيات مختلفي ايجاد مي كنند. (پاورقي شماره 2 را ملاحظه فرماييد) اما مورد ملاحظه عملكرد راكتور انرژي هسته اي NWE 1000 قرار مي گيرند.

20000 تن از يك درصد سنگ معدن اورانيوم استخراج

230 تن از اورانيوم اكسيد غليظ شده (همراه 195 تن اورانيوم) آسياب سازي

288 تن UF6 (همراه 195 تن اورانيوم) تبديل كردن

35 تن UF6 (همراه 24 تن اورانيوم غني شده) غني سازي

27 تن UO2 (همراه 24 تن اورانيوم غني شده) ساخت و توليد سوخت

7000 ميليون كيلووات ساعت (kwh) نيروي الكتريسيته عملكرد راكتور

27 تن شامل 240 كيلوگرم پلوتونيوم، 23 تن اورانيوم(u-235 8/0 درصد)، 720 كيلوگرم محصولات شكافتي، همچنين ترانزورانيك سوخت مصرف شده

پاورقي شماره 1- غليظ كننده هاي اورانيوم بعضي اوقات در شرايط u3o8 قرار مي گيرند كه حجم آن (مخلوطي از دو اورانيوم اكسيدي كه نسبتاً همان چيزي است كه در طبيعت يافت مي شود.

محصول u3o8 خالص شامل حدوداً 85 درصد فلز اورانيوم است.

پاورقي شماره 2- غلظت اورانيوم 80 درصد است، غني سازي در 4 درصد اورانيوم 235 به همراه 3 درصد دنباله آزمايش شده، 80 درصد براي عملكرد راكتور بارگزاري مي شوند، در هسته راكتور 72 تن اورانيوم بارگزاري مي شوند. سوخت گيري سالانه است و هر سال يك سوم سوخت را عوض مي كنند.

منيع : خبرگزاري آفتاب

منبع :www.linkestan.com

WWW.HUPAA.COM

Ununhexium یک نام موقت برای عنصر فوق سنگین مصنوعی تثبیت نشده جدول تناوبی است که نماد آن Uuh و عدد اتمی آن 116 میباشد.

تاریخچه

در ژانویه ،2001 موسسه تحقیقات مشترک اتمی ، در دوبنا ،نتایجی را انتشار دادند ،که حاکی از فروپاشی ایزوتوپ ²⁹²Uuh ،که ناشی از واکنش ²⁴⁸Cm با ⁴⁸Ca بود ؛حاصل این فروپاشی ²⁸⁸Uuq بود.

در سال 1999 محققان در آزمایشگاه Lawrence Berkeley National Laboraory در Physical Review Letters اعلام کردند که عنصر 116 و 118 را کشف کرده اند. اما در سال بعد آن را پس گرفتند ،چرا که محققان دیگر نتواستند نتایج بدست آمده را تکرار کنند. در 2002 June مسئول آزمایشگاه اعلام کرد که ادعای اصلی و اولیه در خصوص کشف این دو عنصر بر اساس اطلاعات به دست آمده از شخصی به نام Victor Ninov میباشد.

نام Ununhexium نیز برای نگه داشتن جای عنصر 116 در مقالات و محافل علمی به کار برده میشود که شیوه ای یونانی برای گفتن "یک یک شش ایوم" میباشد.( Ium استانداردی برای پایان نام عناصر شمیایی است). این عنصر نیز مانند تمامی عناصر تراسورانیک به صورت مصنوعی تولید شده و به نام یک دانشمند نامگذاری میشود. برای اطلاعات بیشتر مجادله نام گذاری عناصر و نامگذاری روشمند عناصر را مطالعه کنید.
عنصر شماره ۱۱۶