فایل پاورپوینت کامل چرخه سوخت هسته ای از استخراج اورانیوم تا تولید انرژی

بخشی از متن فایل پاورپوینت کامل چرخه سوخت هسته ای از استخراج اورانیوم تا تولید انرژی :

استخراج اورانیوم از معدن

اورانیوم که ماده خام اصلی مورد نیاز برای تولید انرژی در برنامه های صلح آمیز یا نظامی هسته ای است، از طریق استخراج از معادن زیرزمینی یا سر باز بدست می آید. اگر چه این عنصر بطور طبیعی در سرتاسر جهان یافت می شود اما تنها حجم کوچکی از آن بصورت متراکم در معادن موجود است.

هنگامی که هسته اتم اورانیوم در یک واکنش زنجیره ای شکافته شود مقداری انرژی آزاد خواهد شد.

برای شکافت هسته اتم اورانیوم، یک نوترون به هسته آن شلیک می شود و در نتیجه این فرایند، اتم مذکور به دو اتم کوچکتر تجزیه شده و تعدادی نوترون جدید نیز آزاد می شود که هرکدام به نوبه خود میتوانند هسته های جدیدی را در یک فرایند زنجیره ای تجزیه کنند.

جموع جرم اتمهای کوچکتری که از تجزیه اتم اورانیوم بدست می آید ازز کل جرم اولیه این اتم کمتر است و این بدان معناست که مقداری از جرم اولیه که ظاهرا ناپدید شده در واقع به انرژی تبدیل شده است، و این انرژی با استفاده از رابطه E=MC یعنی رابطه جرم و انرژی که آلبرت اینشتین نخستین بار آنرا کشف کرد قابل محاسبه است.

اورانیوم به صورت دو ایزوتوپ مختلف در طبیعت یافت می شود. یعنی اورانیوم U یا U که هر دو دارای تعداد پروتون یکسانی بوده و تنها تفاوتشان در سه نوترون اضافه ای است که در هسته U وجود دارد. اعداد و بیانگر مجموع تعداد پروتونها و نوترونها در هسته هر کدام از این دو ایزوتوپ است.

کشورهای اصلی تولید کننده اورانیوم

استرالیا

چین

کانادا

قزاقستان

نامیبیا

نیجر

روسیه

ازبکستان

برای به دست آوردن بالاترین بازدهی در فرایند زنجیره ای شکافت هسته باید از اورانیوم استفاده کرد که هسته آن به سادگی شکافته می شود. هنگامی که این نوع اورانیوم به اتمهای کوچکتر تجزیه می شود علاوه بر آزاد شدن مقداری انرژی حرارتی دو یا سه نوترون جدید نیز رها می شود که در صورت برخورد با اتمهای جدید اورانیوم بازهم انرژی حرارتی بیشتر و نوترونهای جدید آزاد می شود.

اما بدلیل “نیمه عمر” کوتاه اورانیوم و فروپاشی سریع آن، این ایزوتوپ در طبیعت بسیار نادر است بطوری که از هر اتم اورانیوم موجود در طبیعت تنها هفت اتم از نوع U بوده و مابقی از نوع سنگینتر U است.

فرآوری

سنگ معدن اورانیوم بعد از استخراج، در آسیابهائی خرد و به گردی نرم تبدیل می شود. گرد بدست آمده سپس در یک فرایند شیمیائی به ماده جامد زرد رنگی تبدیل می شود که به کیک زرد موسوم است. کیک زرد دارای خاصیت رادیو اکتیویته است و تا درصد آنرا اورانیوم تشکیل میدهد.

دانشمندان هسته ای برای دست یابی هرچه بیشتر به ایزوتوپ نادر U که در تولید انرژی هسته ای نقشی کلیدی دارد، از روشی موسوم به غنی سازی استفاده می کنند. برای این کار، دانشمندان ابتدا کیک زرد را طی