(برقِ هسته ای)

برقِ هسته ای _ گونه‌ های مختلف اُورانیوم Uranium در صنعت اُورانیوم  و برقِ هسته ای در صنعت تولید انرژی اِلکتریکی

پژوهشگر و نویسنده:  دکتر  (  افشین رشید)



نکته: گونه‌ های اُورانیوم در صنعت اُورانیوم  و برقِ هسته ای در صنعت تولید انرژی الکتریکی  سه گونه میباشد:

• آلفا (Orthohombic) که تا دمای 667.7 درجه پایدار است.

• بتا (Tetragonal) که از دمای 667.7 تا 774.8 درجه پایدار است.

• گاما (Body-centered cubic) که از دمای 774.8 درجه تا نقطه ذوب پایدار است. ( این رساناترین و چکش‌ خوارترین گونه اورانیوم می ‌باشد.)

دو ایزوتوپ مهم ان U235 و U238> می ‌باشند که U235 مهمترین برای راکتور های و برق هسته ‌ای است. چرا که این ایزوتوپ تنها ایزوتوپی است که طبیعت وجود دارد و در هر مقدار ممکن توسط نوترونهای حرارتی شکافته می‌ شود. ایزوتوپ U238 نیز از این جهت مهم است که نوترونها را برای تولید ایزوتوپ رادیواکتیو جذب کرده و آن را به ایزوتوپ Pu239 پلوتونیوم تجزیه می ‌کند. ایزوتوپ مصنوعی U233 نیز شکافته شده و  توسط بمباران نوترونی Thorium232 بوجود می‌آید.اورانیوم اولین عنصر یافته شده بود که می ‌توانست شکافته شود. برای نمونه با بمباران آرام نوترونی ایزوتوپ U235 آن به ایزوتوپ کوتاه عمر U236 تبدیل شده و بلافاصله به دو هسته کوچکتر تقسیم می ‌شود که این عمل انرژی آزاد کرده و نوترونهای بیشتری تولید می ‌کند.اگر این نوترونها توسط هسته U235 دیگری جذب شوند، عملکرد حلقه هسته‌ای دوباره اتفاق می ‌افتد و اگر چیزی برای جذب نوترونها وجود نداشته باشد.



بار الکتریکی پروتون ‌ها مثبت است و نوترون‌ ها بار الکتریکی ندارند (خنثی هستند)، در حالی که الکترون‌ ها دارای بار الکتریکی منفی هستند.الکترون یک ذره زیر اتمی با بار منفی است. این می تواند آزاد باشد (به هیچ اتمی متصل نباشد) ، یا به هسته اتم متصل شود. الکترون های موجود در اتم ها در پوسته های کروی با شعاع های مختلف وجود دارند که نمایانگر سطح انرژی هستند. هر چه پوسته کروی بزرگتر باشد ، انرژی موجود در الکترون بیشتر می شود. در هادی های الکتریکی ، جریان از حرکت الکترون ها از اتم به اتم به صورت جداگانه و به طور کلی از قطب های الکتریکی منفی به مثبت حاصل می شود. در مواد نیمه رسانا ، جریان نیز به عنوان یک حرکت الکترون رخ می دهد. اما در برخی موارد ، تصور کردن جریان به عنوان حرکتی از کمبود الکترون از اتم به اتم ، نمود بیشتری دارد. به یک اتم کمبود الکترون در یک نیمه هادی حفره گفته میشود. حفره ها به طور کلی از قطب های الکتریکی مثبت به منفی حرکت می کنند.بار یک الکترون به عنوان بار الکتریکی واحد در نظر گرفته می شود. به آن قطب منفی اختصاص داده شده است. بار موجود در الکترون با بار مثبت یک پروتون یا حفره برابر است ، اما در مقابل. کمیت بار الکتریکی معمولاً از نظر بار یک الکترون اندازه گیری نمی شود.برای تولید برق شکافت هسته‌ای صورت گرفته در یک رآکتور فقط بخشی از یک چرخه هسته‌ای است. این چرخه از معادن شروع می‌شود. اورانیوم استخراج شده از معدن معمولاً فرمی پایدار و فشرده مانند کیک زرد دارد. این اورانیوم معدنی به تأسیسات فرآوری فرستاده می‌شود و در آنجا کیک زرد به هگزافلوراید اورانیوم (که پس از غنی‌سازی به عنوان سوخت رآکتورها مورد استفاده قرار می‌گیرد) تبدیل می‌گردد. در این مرحله درجه غنی ‌سازی اورانیوم یعنی درصد اورانیوم-۲۳۵ در حدود ۰٫۷٪ است. 


نتیجه گیری:

الکترون های موجود در اتم ها در پوسته های کروی با شعاع های مختلف وجود دارند که نمایانگر سطح انرژی هستند. هر چه پوسته کروی بزرگتر باشد ، انرژی موجود در الکترون بیشتر می شود. در هادی های الکتریکی ، جریان از حرکت الکترون ها از اتم به اتم به صورت جداگانه و به طور کلی از قطب های الکتریکی منفی به مثبت حاصل می شود.

پژوهشگر و نویسنده:  دکتر  (  افشین رشید)

دکترایِ  تخصصی نانو _ میکرو الکترونیک