برقِ هسته ای
برقِ هسته ای _ تفاوت های میزان انرژی اِلکتریکی (برق) بدست آمده از اُورانیوم و توریوم(Thorium)
پژوهشگر و نویسنده: دکتر ( افشین رشید)
نکته : توریوم(Thorium) از عنصر های شیمیایی جدول تناوبی است. نشانه کوتاه آن Th و عدد اتمی آن ۹۰ است. توریوم یکی از پُر چگالی ترین مواد موجود روی این کره خاکی است، که حدود ۲۰ میلیون برابر زغال سنگ انرژی دارد
توریم در بیشتر سنگها و خاکها در مقادیر بسیار کم وجود دارد و فراوانی آن سه برابر اورانیوم بوده، تقریبا" به اندازه سرب متداول است. معمولا" خاک، محتوی تقریبا" 6ppm توریم است. این عنصر در کانی های زیادی وجود دارد که رایج ترین آنها ماده معدنی فسفات توریم خاکی و کمیاب ( مونازیت ) است که حاوی تقریبا" بیش از 12% اکسید توریم می باشد. توریم 232 بسیار آهسته فروپاش می شود ؛ ولی سایر ایزوتوپهای آن در زنجیره فرسایش خود و اورانیم وجود دارند. بیشتر این ایزوتوپها کم عمر هستند و لذا خیلی بیشتر از Th-232 رادیو اکتیو می باشند، اگر چه در مقیاسهای زیاد کم اهمیت هستند. اورانیوم که یک عنصر سنگین ، سمی ، فلزی ، رادیواکتیو و براق به رنگ سفید مایل به نقره ای می باشد، به گروه آکتیند ها تعلق داشته و ایزوتوپ 235 آن برای سوخت راکتور های هسته ای استفاده می شود.اورانیوم هنگام عمل پالایش به رنگ سفید مایل به نقره‌ای فلزی با خاصیت رادیواکتیوی ضعیف می باشد که کمی از فولاد نرم تر است. این فلز چکش خار ، رسانای جریان الکتریسیته و کمی Paramagnetic می باشد.چگالی اورانیوم 65% بیشتر از چگالی سرب می باشد. اگر اورانیوم به خوبی جدا شود ، بشدت از آب سرد متاثر شده و در برابر هوا اکسید می شود. اورانیوم استخراج شده از معادن ، می تواند به صورت شیمیایی به دی اکسید اورانیوم و دیگر گونه های قابل استفاده در صنعت تبدیل شود.
تولید برق با انرژی هسته ای نیاز به غنی سازی اورانیوم دارد اساس کار نیروگاه های اتمی و نیروگاه بخار تقریبا شبیه هم است. در نیروگاه اتمی به جای بویلر (دیگ بخار) از راکتور استفاده می شود. در نیروگاه هسته ای، هستۀ اتم تغییر ماهیت داده و از خود انرژی تولید می کند. در راکتور آب به وسیلۀ انرژی حاصل از واکنش های هسته ای گرم شده و بخار می شود و این بخار، توربین را به حرکت در آورده و الکتریسیته تولید می کند.ایزوتوپ های یک عنصر، خود عناصری هستند که دارای عدد اتمی یکسانند ولی عدد جرمی متفاوت دارند. این ایزوتوپ ها به دلیل داشتن عدد اتمی یکسان دارای خواص شیمیایی یکسان هستند.دی اکسید توریم ، ThO2، از نظر صنعتی به عنوان توریا شناخته می شود و در بیشترین کاربرد های توریم مورد استفاده قرار می گیرد که مشخصه آن ترکیب شیمیایی با بالاترین نقطه ذوب (3300 درجه سانتیگراد) است.اتم های سطح نانو ذرات از لحاظ انرژی جبران نشده اند. بطور کلی، نتایج رشد انرژی نانو ذره را می توان بصورت انرژی کل اتم های سطح ذره بیان نمود. آزادی جنبش اتم های سطح نانو ساختار ها محدود است و تنها جنبش های ارتعاشی و حرکت الکترون ها امکان پذیر می باشد. این دو واکنش الکترو جنبشی به یکدیگر وابسته اند چون جابجایی ابرهای الکترونی اتم ها بطور حتم بسامدهای ارتعاشی پیوندهای اتم های نانو ذرات را تغییر می دهد. از طرف دیگر، تغییر مکان الکترون های ظرفیت در پیوند ها قطبیت پیوند و اجسام موسوم به ابر مولکول را تغییر می دهد. در این صورت انتقال الکترون به سطح انرژی بالاتر امکان پذیر می شود.
نتیجه گیری :
توریوم(Thorium) از عنصر های شیمیایی جدول تناوبی است. نشانه کوتاه آن Th و عدد اتمی آن ۹۰ است. توریوم یکی از پُر چگالی ترین مواد موجود روی این کره خاکی است، که حدود ۲۰ میلیون برابر زغال سنگ انرژی دارد .
پژوهشگر و نویسنده: دکتر ( افشین رشید)
دکترایِ تخصصی نانو _ میکرو الکترونیک