اطلاعاتي ازايزوتوپ ها: يك عنصرممكن است تعدادزيادي ايزوتوپ دببباشته باشد.به عبارت ديگر ايزوتوپ يك عنصرتنهاتفاوتي كه باآن دارددرتعدادنوترون هايش مي باشدكه به صورت هاي مختلف ازايزوتوپ هاي عناصراستفاده مي شود. كاربردفرايندهاي هسته اي رامي توان به سه دسته اصلي تقسيم كرد:نظامي وتوليدنيرو(برق)وتابش دركنفرانسي كمي پس ازپايان جنگ جهاني دوم فيزيكدان مشهورانريكوفورمي درباره ي كاربردهاي بالقوه راديوايزوتوپ هايعني همان ايزوتوپ راديواكتيوبحث نمود.درآن زمان او گفت((خيلي عجيب نخواهدبوداگرتحركي كه اين تكنيكهاي جديدبه علم خواهنددادبازدهي تماشايي ترازيك منبع انرژي اقتصادي وبي دردسرياتخريب وحشتناك بمب اتمي داشته باشد)). فايده هاي مهم اقتصادي واجتماعي ازكاربردايزوتوپ هاواشعه ناشي مي شود. ايزوتوپ هاي مخصوص يك عنصرقابل تشخيص ودرنتيجه قابل رديابي به خاطروزن يگانه ياراديواكتيويته شان هستندوگرنه ازنظر شيميايي اساسارفتارشان مانندساير ايزوتوپ هاي آن عنصر كه اين خاصيت هاشرايط مناسبي رااندازه گيري مقاديري ازآن عنصروهم چنين رديابي وواكنش هايش رافراهم مي سازد. ايزوتوپ هاي باثبات وراديواكتيو: ايزوتوپ هايي با ثبات چنان كه از اسمشان پيداست واپاشي راديو اكتيو نمي كنند . بيشتر ايزوتوپ ها در طبيعت در اين دسته قرار دارند و در عنصر به صورت مخلوط ظاهر مي شوند . روش هاي اصلي جداسازي براساس جرم ايزوتوپي و الكترو مغناطيسي اند مانند طيف سنج جرمي بزرگ – مقياس و گرمايي – مكانيكي ماننند تقطير و فرايند هاي ريفو ژن گازي از مثال هاي مهم براي اين مورد ايزوتوپ ها عناصري هستند كه در فراين زيستي شركت دارند . مثل دوتريم و اكسيژن . از مزاياي اين ايزوتوپ ها نسبت به ايزو توپ هاي راديو اكتيو با ثبات نمودن اشعه در نمونه هاي تحت مطالعه در دسترس بودن ايزوتوپي از ماده شيميايي كه براي آن نوع راديو اكتيوش مساعد نيست و آزادي از لزوم داشتن سرعت در انجام اندازه گيري ها چون ايزوتوپ ها با زمان واپاشي نميكند. از معايبش مشكل بودن آشكارسازي اش است . ايزوتوپ هاي راديو اكتيو يا راديو ايزوتوپ ها با تنوع بسيار در نيمه ي عمر و نوع اشعه و انرژي در دسترس است .آن ها از سه منبع اصلي به دست مي آيند : واكنش ذرات باردار در شتاب دهنده و بمباران نوتروني در راكتور و محصولات شكافت جدا از هم .

کاربرد صلح آمیز انرژی هسته ای: انرژی هسته ای دارای کاربردهای متعددی است که در یک تقسیم بندی کلی میتوان کاربردهای نظامی و غیر نظامی یا صلح جویانه را برای آن نام برد. از آنجا که سیاست جمهوری اسلامی ایران استفاده ی صلح آمیز از مواد و انرژی هسته ای است بحث این نوشتار پیرامون کاربردهای صلح آمیز انرژی هسته ای با تکیه بر فعالیتهای هسته ای صلح آمیز جمهوری اسلامی ایران می باشد. انرژی هسته ای به صورت صلح جویانه موارد مصرفی گوناگونی دارد که به شرح آنها می پردازیم ( شایان ذکر است که آژانس بین المللی انرژی اتمی در این حوزه تحقیقات متعددی انجام داده است که به حقانیت استفاده صلح آمیز ایرانیان از انرژی هسته ای نیز پی برده اند ) کاربرد انرژی هسته ای در بخش پزشکی و بهداشتی بعضی از مواد ، واکنش زنجیره ای ملایمی دارند مثلاً شاید تا به حال ساعت های شبنمال که در تاریکی از خود نور می دهند به قول معروف تشعشع دارند پزشکان برای تشخیص برخی بیماری ها از مواد رادیواکتیو که تشعشع دارند استفاده می کنند آنها این مواد را به بدن بیمار تزریق می کنند و باردیابی مسیرشان در بدن و مطالعه ی میزان تجمع آنها از قسمت آسیب دیده به درمان بیماری کمک می کنند این نوع استفاده از ذرات هسته ای نتیجه ی کنجکاوی شخصی به نام جرج دلی هوسابی بود جرج در خانه ی پیرزنی مستأجر بود و پیرزن در مقابل دریافت پول بیشتر برایش غذا هم درست می کرد او کم کم شک کرد که خانم صاحب خانه پس مانده ی غذای او را دور نمی ریزد و از آن برای تهیه غذای روز بعد دوباره استفاده می کند. جرج برای اینکه مطمئن شود یک روز پس مانده ی غذایش را به ذرات هسته ای آلوده کرد روز بعد او آن را با دستگاه مخصوص نشان گر مواد رادیواکتیو آزمایش کرد و با مشاهده ی ذرات هسته ای در غذا شکش به یقین تبدیل شد ذرات هسته ای در پزشکی استفاده های دیگری هم دارند مثلاً با این ذرات سلول های سرطانی را از بین می برند که به آن پرتو درمانی می گویند یا برای ضدعفونی کردن وسایل پزشکی مانند سرنگ و وسایل جراحی از آن ها استفاده می کنند.

 

اورانیوم چیست؟

 اورانیوم یکی از عناصر شیمیایی جدول تناوبی است که نماد آن U وعدد اتمِی آن 92 می باشد. اورانیوم که یک عنصر سنگین، سمی، فلزی، رادیواکتیو و براق به رنگ سفید مایل به نقره ای می باشد به گروه آستیندها تعلق داشته و ایزوتوپ 235 آن برای سوخت راکتورهای هسته ای وسلاحهای هسته ای استفاده میشود. معمولا اورانیوم در مقادیر بسیار ناچیز درسخره ها خاک آب گیاهان و جانوران از جمله انسان یافت می شود.

تاریخچه:

استفاده از اورانیوم به شکل اکسیدطبیعی آن به سال 79 میلادی بر می گردد یعنی زمانی که این عنصر برای اضافه کردن رنگ زرد به سفال لعابدار استفاده شد (شیشه زرد با یک در صد اورانیوم در نزدیکی ناپل ایتالیا کشف شده است.(

کشف این عنصر به شیمیدان آلمانی به نام مارتین هنریچ کلاپرس اختصاص داده شد که در سال 1789 اورانیوم را به صورت قسمتی از کانی که آن را pitchblende نامید کشف شد. نام این عنصر را بر اساس سیاره اورانوس که هشت سال قبل از آن کشف شده بود برگزیده شد .این عنصر در سال 1841 به صورت فلز جداگانه توسط eugne melchior peligot استفاده شد.

در سال 1896 Henri Becquerel فیزیکدان فرانسوی برای اولین بار به خاصیت رادیو اکتیویته آن پی برد.

                           

در پروژه Manhattan نامهای Tuballoy و Oralloy برای اورانیوم طبیعی و اورانیوم غنی شده بکار برده شد. این اسامی هنوز نیز برای اورانیوم غنی شده و اورانیوم طبیعی بکار برده میشوند.

در آغاز قرن بیستم تفحص و جستجو برای یافتن معادن رادیو اکتیو در ایالات متحده آغاز شد. منابع رادیوم که حاوی کانی های اورانیوم نیز می بودند برای استفاده آنها در رنگ ساعت های شب نما و دیگر ابزار جستجو شدند. در طی جنگ جهانی دوم اورانیوم از نظر اهداف دفاعی اهمیت پیدا کرد. در سال 1943 Union Mines Development Corporation کنگره ای را در کلرادو به منظور استفاده ارتش از قدرت اتمی در پروژه Manhattan تشکیل داد.

برای اطمینان از ذخایر کافی اورانیوم این کنگره US Atomic Enecry Act of 1946 را ایجاد و کمیسیون انرژی اتمی را بوجود آورد. در دهه 1960 ملزومات ارتش تزلزل یافت و در اواخر سال 1970دولت برنامه تهیه اورانیوم خود را کامل کرد. همزمان با همین مساله بازار دیگری بوجود آمد که درواقع همان کارخانه های نیروگاه های هسته ای اقتصادی بود.

 ترکیبات:

                        

 

تترا فلوروئید اورانیوم UF4که به نمک سبز معروف است یک محصول میانی هگزافلورید اورانیوم میباشد. فلورید اورانیوم UF6 جامد است که در دمای بالای 56 درجه سانتیگراد بخار میشود. UF6 ترکیب اورانیوم است که برای دو فرایند غنی سازی Gaseous Diffusion و Centrifuge استفاده میشود. و در صنعت با نام ساده Hex خوانده میشود.

Yellowcake اورانیوم غلیظ شده است. نام این عنصر بدلیل رنگ و شکل آن در هنگام تولید میباشد اگرچه تولید امروزه Yellowcake بیشتر به رنگ سبز مایل به سیاه میگراید تا زرد. Yellowcake تقریبا 70 تا 90 درصد اکسید اورانیوم دارد. U3O8

Diuranate آمونیوم محصول جنبی تولید Yellowcake میباشد که رنگ آن زرد درخشان میباشد. که گاهی اوقات باعث اشتباه شده و Yellowcake نامیده میشود اما این نام درست این محصول نمیباشد.

 

 

 

ذرات بنیادی

با کشف نوترون و با تکیه به چهار ذره بنیادی الکترون ، پروتون ، نوترون و فوتون (ذره وابسته به امواج الکترومغناطیسی) تصور می شد که ماده تنها از این چهار ذره تشکیل شده است ولی وقوع برخی پدیده ها در آزمایشهای فیزیکی و نقض بعضی از اصول فیزیک (مثل اصل بقای انرژی) در این آزمایشهاموجب شد فرضیه های جدیدیتری در مورد ذرات بنیادی ارائه شود که از این میان می توان به فرضیه وجود ذره ای به نام « نوترینو» اشاره نمود.

در پدیده گسیل پرتو هسته ای بتا ( که در مبحث رادیو اکتیویته به آن خواهیم پرداخت) دانشمندان متوجه نقض اصل بقای انرژی که یکی از اصول بنیادی فیزیک است شدند چنین به نظر می رسید که در توجیه و تفسیر گسیل پرتو بتا ( یا ذره بتا) باید اشتباهی رخ داده باشد تحقیقات نظزی در این مورد منجر به ارائه فرضیه نوترنیو شد. بدین ترتیب که به هنگام گسیل ذره بتا ذره دیگری که ایتالیایی ها آن را نوترنیو ( ذره ی کوچک خنثی ) نام داده بودند نیز همواره گسیل می شود.آزمایشهای متعددی که بعداً ترتیب داده شد وجود ذره نوترینو را اثبات نمود این ذره بار الکتریکی ندارد و دارای جرمی به هدایت کمتر از جرم الکترون است در مباحث قبلی شده است که هسته از ذرات بدون با نوترون و ذرات مثبت پروتون تشکیل شده است .

 

می دانیم که بارهای هم نام همدیگر را دفع می کنند پس ذرات مثبت پروتون در هسته نیز باید همدیگر را دفع کنند ولی می بینیم که پروتونها و نوترونها ددر هسته خیلی محکم به هم چسبیده اند و نیروی دافعه الکتریکی بین پروتونها هم قادر به جداسازی آنها از یکدیگر نیست پس چه عاملی باعث چسبندگی آنها به یکدیگر می شود برای توجیه عامل چسبندگی ذرات درون هسته که نیروی هسته ای خوانده می شود و خیلی قوی تر از نیروی دافعه الکتریکی بین پروتونهاست یوکاوا دانشمند ژاپنی در سال 1935 نظریه ای کاملاً ریاضی ارائه داد بر اساس این نظریه در هسته ذراتی وجود دارند که نیروی هسته ای لازم را پدید می آورند طبق این نظریه جرم ذره جدید می بایست حد وسط جرم الکترون و جرم پروتون باشد از این رو این ذره به نام « مزون » یعنی حد وسط یا میانه خوانده شد. دو سال بعد چنین ذره ای را آندرسن فیزیکدان آمریکایی در پرتوهای کیهانی مشاهده کرد و نتیجه آزمایشهایش نشان داد که جرم آن در حدود 200 برابر جرم الکترون است ده سال بعد یک فیزیکدان انگلیسی به نام پاول نشان داد که در واقع دو نوع مزون به نامهای مزون P ( معروف به پایون ) و مزون M ( معروف به مئون ) وجود دارد مزونها می توانند بار مثبت یا منفی داشته باشند پایون خنثی نیز وجود دارد بعد از کشف مزونهای گفته شده ذرات دیگری نیز در پرتو کیهانی کشف شد ذراتی مانند مزون K و یا گروه دیگری از ذرات معروف به « هیپرون » ها با جرمی بیش از جرم پروتون تحقیقات مربوط به ساختمان درونی اتم که با کشف الکترون در اواخر قرن نوزدهم شروع شده بود و حدود نیم قرن دانشمندان را به خود مشغول کرده بود با کشف ذرات جدید وارد دنیای دیگری به نام « دنیای ذرات بنیادی » شد که به این ذرات اشاره مختصری می کنیم.ذرات بنیادی اصولاً به دو دسته بزرگ تقسیم می شوند . دسته اول به نام « لیپتون » ها    ( به معنای ذره کوچک با جرم خیلی کم و گاهی بدون جرم ) خوانده می شوند که شامل نوترینو ، پادنوترینو ( ضد نوترینو) الکترون مئون و تصاویر آئینه ای آنها ، فوتون و گراویتون ( ذره وابسته به میدان گرانشی) می باشند. گر چه لیپتونها نقش مهمی در طبیغت ماده دارند ولی تحت تأثیر گروهی دیگر از ذرات مسئول جرم و نوع ماده در طبیعت هستند قراردارند. این گروه ذرات به نام « باریون » ها ( یعنی ذرات سنگین ) و مزونها ( یعنی ذرات متوسط ) خوانده می شوند در گروه باریون ها 18 ذره و در گروه مزونها 17 ذره وجود دارد البته 18 ذره پاد باریون ( ضد باریون) نیز وجود دارد.

در سالهای اخیر نظریه ای ارائه شده است که براساس آن بسیاری از ذرات که ذکر شدند خود از ترکیبی از سه ذره بنیادی تر به نام « کوراک » ها و ضد آنها یعنی پاد کوراکها تشکیل شده اند.

 

تحقیقات در مورد ذرات بنیادی همچنان ادامه دارد و هم اکنون دانشمندان زیادی در آزمایشگاههای عظیم با هزینه های سرسام آور به امید آنکه پرده از اسرار طبیعت ماده بردارند مشغول تحقیق هستند.

 

 

 

الکترون

در نیمه دوم قرن نوزدهم ، دانشمندان آزمایشهای زیادی را در ارتباط با پرتوی به نام پرتو کاتدی انجام می دادند که با استفاده از لوله ی تخلیه شده ای حاوی مقداری گاز انجام می گرفت یکی از دانشمندان به نام تامسون ضمن بررسی این پرتو و تلاش برای کشف ماهیت آن ، متوجه شد که این پرتو که در میدان الکتریکی منحرف می شود، دارای با رالکتریکی منفی است تامسون در سال 1856 در انگلستان به دنیا آمد او آزمایشات زیادی در مورد ماهیت پرتوی کاتدی انجام داد و این آزمایشها وی را متقاعد کرد که این پرتو در واقع چیزی جز ذرات بسیار ریزی نیست که از درون اتم های گاز درون لوله ی کاتدی خارج می شود . وی این ذرات را که بار الکتریکی منفی داشتند « الکترون» نامید و معلوم شد که جرم آ« ها 1840/1 جرم سبکترین عنصر یعنی هیدروژن است . وی در همین آزمایشها به وجود ذرات مثبتی که جرم انها تقریباً برابر جرم اتم گاز به کار رفته در لوله ی کاتدی بود پی برد.

تامسون این ذرات مثبت را یون نامید و چنین نتیجه گرفت که اتم که از نظر بار الکتریکی خنثی (بدون بار) است از کره ای با بار الکتریکی مثبت هسته تشکیل شده است که ذرات دیگری با بار منفی (الکترن ها) مثل دانه ی کشمش درون یک کک قرار گرفته اند.

تامسون کشف ذره ی الکترون را در سال 1893 به انیستیتوی سلطنتی اعلام کرد و ثابت نمود که اتم می تواند به الکترون های منفی و یون مثبت تقسیم شود وی با این کشف به تصوری که نزدیک به 2000 سال در مورد اتم بعنوان کوچکترین ذره غیر قابل تقسیم در ذهن مردم جا گرفته بود پایان داد با کشف الکترون توسط تامسون پنجره ای به سوی دنیایی جدید – دنیای فیزیک اتمی گشوده شداو در سال 1906 موفق به دریافت جایزه ی نوبل در فیزیک شد.

پروتون

در اواخر قرن نوزدهم دانشمندی فرانسوی به نام بکول موفق به کشف پدیده ای به نام رادیواکتیو شد. براساس این کشف عناصر دارای خاصیت رادیواکتیویته ، از خود پرتوهایی نامریی گسیل می داشتند (منتشر می کردند) ماهیت این پرتوها و منشأ آنها در آن زمان برهیچ کس معلوم نبود . نکته مهم در این پدیده این بود که برخی از عناصر خاص قادر به انتشار پرتو هستند .کشف چنین پدیده ای سوالات متعددی را برانگیخت : این پرتو ها چه هستند و از کجا می آیند ؟ طبیعت عنصر رادیو اکتیو چیست؟ چرا فقط برخی از عناصر و نه همه ی عناصر ، چنین خاصیتی دارند ؟ برای یافتن پاسخ دانشمندان زیادی سالهای متمادی را به تحقیق و آزمایش در این مورد پرداختند . رادرفورد سرانجام به نتیجه ای رسید که برای همگان غیر قابل تصور بود. وی ضمن آزمایشات متعددی که با استفاده از پرتوی منتشر شده از ماده رادیواکتیو انجام داد، به این نتیجه رسید که تصویر پیشنهادی تامسون برای ساختمان اتم نمی تواند جوابگوی نتایج این آزمایشات باشد نتیجه ی آزمایشات وی را متقاعد کرد که بار مثبت اتم آن گونه که تامسون تصور کرده بود در تمامی اتم پراکنده نیست بلکه در ناحیه مرکزی اتم متمرکز شده است و الکترون ها در اطراف آ« ، در حال چرخش اند و فضای بین بار مثبت (درمرکز) و الکترون ها (در اطراف) نیز کاملاً تهی است وی قسمت مرکزی اتم را که تمامی بار مثبت را در بر می گیرد، هسته نامید او براین اعتقاد بود که بیشترین جرم اتم در هسته متمرکز شده است همچنین او ثابت کرد که تعداد الکترون ها در اتم به اندازه ی تعداد بار مثبتی است که در هسته وجود دارد پس اتم از نظر بار الکتریکی خنثی است پس لازم است که بار مثبت هسته مضرب صحیحی از یک واحد باشد. که این «واحد» از نظر مقدار با بار الکتریکی منفی الکترون برابر و از نظر علامت مخالف آ« یعنی مثبت باشد . بنابراین واحد مثبت در هسته ، پروتون نامیده شد که از کلمه ی یونانی «Protos» به معنای اول گرفته شده است. منظور از «اول» اولین عنصر جدول مندلیف یعنی هیدروژن است. همچنین رادرفورد ثابت کرد که این پروتون ها در هسته قرار دارند و یکی دیگر از نتایج قابل توجه او این بود که در هر مدار تعداد معینی الکترون وجود دارد.

 

نوترون :

در خلال سالهای دهه ی 1920 تعدادی از محققان از جمله هارکین در آمریکا میسون در استرالیا و رادرفورد و دستیارش جمیز چادویک در انگلستان ، بطور جدی امکان وجود یک ذره ی بدون بار در طبیعت ( مثلاً در اتم ) را که می توانست از ترکیب یک پروتون مثبت و یک الکترون منفی بوجود آید ، بررسی می کردند این محققان می کوشیدند با نزدیک کردن یک بار مثبت ( پروتون ) و یک بار منفی ( الکترون) به یکدیگر ذره ای بدون بار بوجود آوردند . تلاش آنها در هر حال به نتیجه نرسید و قادر به ایجاد چنین ذره ای نشدند . تا اینکه در سال 1932 جیمز جادویک در حین انجام آزمایشهایی با یکی از پرتوهای هسته ای به نام پرتوی آلفا ، به وجود ذره ای بدون بار در هسته ی اتم پی برد که به آن نام « نوترون » (یعنی خنثی و بدون بار ) داده شد. ذره ی جدیدی که توسط جادویک کشف شد نه تنها در تاریخ علوم اتمی بلکه در سرنوشت ملتها نقش فوق العاده غیر منتظره ای ایفا نمود و کشف آن در واقع سرآغاز عصر انرژی هسته ای شد. با کشف نوترون بسیاری از ابهامات در مورد ساختمان هسته و جرم اتمی عناصر برطرف شد. و از اتم تصویری پیچیده تر و در عین حال کاملتر از آنچه که تا اواخر قرن 19 تصور می شد، بدست آمد. آزمایشهای مختلف نشان داد که جرم نوترون تنها در حدود جرم نوترون است و هسته ی هر اتم از پروتون ها و نوترونها تشکیل شده است .

بطور خلاصه هر اتم دارای قسمتی مرکزی به نام هسته است که از ذرات پروتون و نوترون تشکیل شده است و در مدارهای معینی، در اطراف آن تعدادی الکترون در حال چرخش اند. در حالت عادی تعداد پروتونها و الکترونها باهم برابرند بطوریکه اتم از نظر الکتریکی خنثی است فقط هسته ی هیدروژن معمولی دارای یک پروتون است و هسته ی بقیه ی عناصر بدون استثنا دارای نوترون می باشند. ذرات الکترون ، پروتون و نوترون را که تشکیل دهنده اتم هستند ، ذرات بنیادی می نامند.

همانطور که پیش از این گفته شده بود درون هر اتم می توان سه ذره ی ریز پیدا کرد . پروتون ، نوترون و الکترون .

پروتونها در کنارهم قرار می گیرند و هسته ی اتم را تشکیل می دهند . در حالیکه الکترونها بطور هسته می چرخند پروتون بار الکتریکی مثبت و الکترون بار الکتریکی منفی دارد و از آنجا که بارهای مخالف ، یکدیگر را جذب می کنند ، پروتون و الکترون هم یکدیگر را جذب می کنند و همین نیرو ، سبب پایدار ماندن الکترون ها در حرکت بدور هسته می گردد در اغلب حالتها تعداد پروتونها و الکترونهای درون اتم یکسان است ، بنابراین اتم در حالت عادی و طبیعی خنثی است نوترون بار خنثی دارد و وظیفه اش در هسته کنار هم نگاهداشتن پروتونهای هم بار است. می دانیم که ذرات با بار یکسان یکدیگر را دفع می کنند.

در نتیجه وظیفه نوترونها این است که با فراهم آوردن شرایط بهتر ، پروتونها را کنارهم نگاه دارند . ( این کار توسط نیروی هسته ای قوی صورت می گیرد.)

تعداد پروتونهای هسته نوع اتم را مشخص می کند . برای مثال اگر 13 پروتون و 14 نوترون، یک هسته را تشکیل دهند و 13 الکترون هم بدور آن بچرخند ، یک اتم آلومینیوم خواهید داشت و اگر یک میلیون میلیارد میلیارد اتم اتم آلومینیوم را در کنار هم قرار دهید آنگاه نزدیک به 50 گرم آلومینیوم خواهید داشت. همه ی آلومینیوم هایی که در طبیعت یافت می شوند، AL27 یا آلومینیوم 27 نامیده می شوند.

عدد 27 نشان دهنده ی جرم اتمی است که مجموع تعداد پروتونها و نوترونهای هسته را نشان می دهد .

اگر یک اتم آلومینیوم را درون یک بطری قرار دهید و میلیونها سال بعد برگردید ، باز هم همان اتم آلومینیوم را خواهید یافت. بنابراین آلمینیوم 27 یک اتم پایدار نامیده می شود. بسیاری از اتمها در شکلهای مختلفی وجود دارد . مثلاً مس دو شکل دارد : مس 63 که 70% کل مس موجود در طبیعت است و مس 65 که 30% بقیه را تشکیل می دهد شکلهای مختلف اتم ، ایزوتوپ نامیده می شوند . هر دو اتم مس 63 و مس 65 دارای 29 پروتون هستند ، ولی مس 63 دارای 34 نوترون و مس 65 دارای 36 نوترون است . هر دو ایزوتوپ خصوصیات یکسانی دارند و هر دو باهم برابرند.

 

موضوع این تحقیق در مورد فواید و کاربردهای انرژی هسته ای است . انرژی هسته ای که خیلی کشورها را به قدرت رساند. و باعث عقب ماندگی خیلی کشورها شده . شاید جای سوال باشد که چرا ؟

همانطور که همه ی ما می دانیم سازمان ملل و شورای امنیت دارای پنج عضو اصلی می باشد که عبارتند از آمریکا ، روسیه، چین، انگلیس، و فرانسه. در واقع می توان گفت که این پنج کشور ابرقدرت جهانند چون تصمیم گیری های اساسی برای تمامی نقاط کره ی زمین برعهده آنهاست و تصمیم نهایی متعلق به آنهاست به عبارت دیگر آنها حق وتو دارند . باهر قطع نامه ای که مخالف باشند به راحتی آن را وتو می کنند و کسی حق مداخله را ندارد. اما به راستی علت اصلی موفقیت این پنج کشور چیست؟ جواب بسیار ساده و جالب است . دستیابی به فناوری هسته ای. این پنج کشور به همراه آلمان من جمله کشورهایی بودند کهبه انرژی هسته ای و بمب هسته ای دست یافتند . پس با هم تصمیم گرفتند که این اطلاعات و دانش های هسته ای را در اختیار کشورهای دیگری قرار ندهند و به این ترتیب به ابرقدرت های جهان تبدیل شدند.

در این جا به اهمیت ویژه و مهم و اساسی انرژی هسته ای پی می بریم . که خوشبختانه کشور عزیزمان ایران با همت و تلاش دانشمندان فداکارش به تازگی به فناوری هسته ای دست یافته است.

بهتر است همه چیز را با یک سوال شروع کنیم : انرژی هسته ای چیست؟

همانطور که نامش نشان میدهد سرچشمه ی این انرژی خدادی، هسته ای اتم است. همه ی مواد ازاتم هایی تشکیل شده که هر کدام هسته ای دارد ودر هر هسته او ذره ب نام پروتون بابار مثبت و نوترون که یک ذره ی خنثی است، وجود دارد علاوه بر اینها در اطراف هسته ذراتی به نام الکترون نیز وجود دارند که در روی مدارهایی به دور هسته می چرخند . اما سر منشا انرژی هسته است پس همهچیز مربوط به آن و ذرات یون آن است هسته بسیار کوچک است و پروتون ها نیز هم بارهای هم نام دارند. پس همدیگر را به قدرت دفع می کنند اما در اینجا نوترون ها به کمک می آیند آنها در واقع با هر پروتون جفت می شوند و بار آنها را خنثی می کنند اما گاهی اتفاق می افتد که در برخی عناصر تعداد نوترون ها بیشتر از پروتون ها شد در این مواقع این نوترون های آزاد با سرعت و  انرژی زادی در حال فرار از هسته هستند که در واقع اساس کار انرژی هسته ای نیز همین نوترون های آزاد هستند که در بخشهای مربوط به طور کامل در این خصوص توضیح داده شده است.                                                  

 

 

 

تاریخچه ی انرژی هسته ای در طول جنگ جهانی

مدتی است که گذارشات مربوط به فعالیت های هسته ای ایران و واکنشهای بین المللی پیرامون آن در صدراخبار رسانه های داخلی وبین المللی قرارگرفته است. دراین میان تصویب قطعنامه  مربوط به فعالیتهای هسته ای ایرانبه وسیله شورای حکام آژانس بین المللی انرژیاتمی(IAEA) که طی ضرب الاجلی خواستار ارایه اطلاعات هسته ای رفع ابهامات موجود توسط جمهوری اسلامی ایران شده ، به حساسیت های زیادی در محافل داخلی دامن زده است . این قطعنامه ضمن در خواست غریب توقف فعالیتهای صلح آمیز غنی سازی اورانیوم توسط ایران ، خواستار پذیرش هرچه سریعتر پروتکل الحاقی معاهده منع گسترش تسحیلات هسته ای (NPT)  شده است که این مساله مقامات جمهوری اسلامی ایران را به گزینه ای دشوار مواجه ساخته است. از دید بسیاری از تحلیل گرایان از جمله محققان آمریکایی، فعالیتهای هسته ای ایران به هیچ وجه خطری برای جهانیان ندارد. تحریکات دیپلماتیک اخیر ایالات متحده ی آمریکا  موضوع هسته ای ایران را به یکی از اولویت های اساسی و نگرانی خوری کشورهای غربی تبدیل کرده است. انتشار اخبار مبهم مبنی بر کشف آثار محیطی فعالیتهای غنی سازی اورانیوم بادرجه بالا و مناسب استفاده درتولید جنگ افزارهای هسته ای، از بعضی از مراکز هسته ای ایران به (وسیله بازرسان) آژانس بین المللی انرژی اتمی وصدور بیانه ها واظهارات

 

 

هشدار آمیز در ارتباط با پیامدهای عدم همکاری ایران توسط محافل غربی بر حجم فشارهای دیپلماتیک بر مقامات جمهوری اسلامی ایران افزوده است. درخلأجنگ جهانی دومٌ بود، زمانی که دیگر سرنوشت جنگ در گرو ارتش بزرگتر، تجهیزات بیشتر،مهمات پیشرفته ترو نه حتی ، بمباران وکشتارهای بیشتر نبود. آنچه اهمیت فوق العاده ای یافته بود، به ثمر رسیدن تلاش دانشمندان و کشف انرژی هسته ای بود.   فیزیکدانان اتمی به رهبری هایزبندگ درآلمان و فزیکدانان آمریکایی به رهبری فدمی در آمریکا برای ایجاد واکنش زنجیره ای اورانیوم وکنترل آن بدون وقفه تلاش می کردند. هدف آنها به کارگیری انرژی حاصل در تولید برق بود. سرانجام در دوم دسامبر1942 گروه آمریکایی توانست واکنش زنجیره ای اورانیوم را در راکتوریدر شیکاگو، انجام دهد. تلاش آنان مبنا و اساس کار راکتورها درسراسر جهان شد،ولی جنگ افروزان باسوء استفاده ازاین انرژی نوین، فاجعه هیروشیما و ناکازاکی رادر تاریخ جهان ثبت کردند. پیداکردن یک ماده کند کننده خوب، مهمترین مشکل در ابتدای پروژه ساخت راکتور بود. ماده ای که نوترونهای حاصل از شکافت اورانیوم را کند می کند، ولی جذب نکند. در رقابت بین آمریکایی ها و آلمانی ها، این فیزیکدانان آمریکایی بودند که پیروز شدند، آن هم یک دلیل ساده داشت، فیزیکدانان آمریکایی با یک شیمیدان مشورت کردند، ولی آلمانی ها حاضر به قبول چنین ننگی نبودندإ آن زمان دو ماده مناسب شناخته شده بود؛گرافیت و آب سنگین.

 

ولی هر کدام یک مشکل داشت؛ گرافیت به دلیل نا خالصی، نوترون هارا جذب می کرد و آب سنگین هم به میزان خیلی کم، به نسبت یک به 10هزار در آب معمولی وجودداشت. نتیجه مشورت آمریکاییها با یک شیمیدان- به تهیه گرافیت خالص منجر شد. ولی هایز بندگ در یک کارخانه که توسط نازی ها در نروژ اشتغال شده بود؛ به سختی وباکندی آب سنگین جدا می کرد، چون انگلیسی ها به نروژی ها گفته بودند که تهیه آب سنگین به نفع نازی هاست وآنهاهم تا می توانستند به بهترین نحو در تولید آب سنگین خرابکاری کردندإ پس از جنگ جهانی دوم مشخص شد که بر خلاف تبلیغات نازی ها، آنها حتی به انجام این واکنش نزدیک هم نشده بودند. آمریکایی ها برای نخستین بار بطور کاملا"سری در صحرای «نوادا» انفجارهسته ای را آزمایش کردند. در جنگ جهانی دوم هم هواپیماهای ده تنی دبلیو به خلبانی سر گرد لارکنرادکه نام آن پسربچه بود در هیروشیمای ژاپن منفجر کردند که این بمب در8 متری زمین منمفجر شد و 120هزار نفررا جزغاله کرد. در سال 1968 یعنی 23 سال پس از جنگ جهانی دوم، در حالی که کشورهایی مثل: چین، فرانسه وانگلیس هم به این سلاح دست پیدا کرده بودند وبیم آن بود که کشورهای دیگرهم به این سلاح دست پیدا کنند- به عبارت دیگر چند کشوری که صاحب این سلاح بودند ودر شورای امنیت نقش اصلی را داشتند در هراس بودند که قدرت انحصاری آنها از بین برود- در این سال جلسه ای تشکیل دادند و

 

 

پیمانی درمجمع عمومی سازمان ملل به تصویب رساندند به این مضمون: غیراز 5 کشور صاحب سلاح اتمی (آمریکا،روسیه، چین، فرانسه وانگلیس) هیچ کشور دیگری حق ندارد از انرژی اتمی به عنوان سلاح استفاده کند. این پیمان (( پیمان منع گسترش سلاح هسته ای((NPT نام دارد. این پیمان 25 سال اعتبار داشت وبعد از آن باید تصمیم جدیدی گرفته می شد. درسال 1993 این دوره 25 ساله به اتمام رسید؛بعد از این پیمان را به مدت نامحدودی تمدید کردند. یعنی برای ابد کشورهای دیگر از دسترسی به سلاح اتمی محروم شدند. در بند دوم و ماده چهارم این پیمان آمده است « هیچ یک از مفاد این پیمان نباید به گونه ای تفسیر شود که به حقوق هر یک از اعضای این پیمان برای توسعه تحقیقات، تولید و بهره برداری صلح آمیز از انرژی هسته ای خلل وارد کند.»