تبیان، دستیار زندگی

  دید کلی

وقتی که صحبت از مفهوم انرژی به میان می‌آید، نمونه‌های آشنای انرژی مثل انرژی گرمایی ، نور و یا انرژی مکانیکی و الکتریکی در شهودمان مرور می‌شود. اگر ما انرژی هسته‌ای و امکاناتی که این انرژی در اختیارش قرار می‌دهد، آشنا ‌شویم، شیفته آن خواهیم شد.

آیا می‌دانید که

• انرژی گرمایی تولید شده از واکنشهای هسته‌ای در مقایسه با گرمای حاصل از سوختن زغال سنگ در چه مرتبه بزرگی قرار دارد؟
• منابع تولید انرژی هسته‌ای که بر اثر سیلابها و رودخانه از صخره شسته شده و به بستر دریا می‌رود، چقدر برق می‌تواند تولید کند؟
• کشورهایی که بیشترین استفاده را از انرژی هسته‌ای را می‌برند، کدامند؟ و ... .

نحوه آزاد شدن انرژی هسته‌ای

می‌دانیم که هسته از پروتون (با بار مثبت) و نوترون (بدون بار الکتریکی) تشکیل شده است. بنابراین بار الکتریکی آن مثبت است. اگر بتوانیم هسته را به طریقی به دو تکه تقسیم کنیم، تکه‌ها در اثر نیروی دافعه الکتریکی خیلی سریع از هم فاصله گرفته وانرژی جنبشی فوق العاده‌ای پیدا می‌کنند. در کنار این تکه‌ها ذرات دیگری مثل نوترون و اشعه‌های گاما وبتا نیز تولید می‌شود. انرژی جنبشی تکه‌ها و انرژی ذرات و پرتوهای بوجود آمده ، در اثر برهمکنش ذرات با مواد اطراف ، سرانجام به انرژی گرمایی تبدیل می‌شود. مثلا در واکنش هسته‌ای که در طی آن ²³⁵U به دو تکه تبدیل می‌شود، انرژی کلی معادل با 200MeV را آزاد می‌کند. این مقدار انرژی می‌تواند حدود 20 میلیارد کیلوگالری گرما را در ازای هر کیلوگرم سوخت تولید کند. این مقدار گرما 2800000 بار برگتر از حدود 7000 کیلوگالری گرمایی است که از سوختن هر کیلوگرم زغال سنگ حاصل می‌شود.

کاربرد حرارتی انرژی هسته‌ای

گرمای حاصل از واکنش هسته‌ای در محیط راکتور هسته‌ای تولید و پرداخته می‌شود. بعبارتی در طی مراحلی در راکتور این گرما پس از مهارشدن انرژی آزاد شده واکنش هسته‌ای تولید و پس از خنک سازی کافی با آهنگ مناسبی به خارج منتقل می‌شود. گرمای حاصله آبی را که در مرحله خنک سازی بعنوان خنک کننده بکار می‌رود را به بخار آب تبدیل می‌کند. بخار آب تولید شده ، همانند آنچه در تولید برق از زعال سنگ ، نفت یا گاز متداول است، بسوی توربین فرستاده می‌شود تا با راه اندازی مولد ، توان الکتریکی مورد نیاز را تولید کند. در واقع ، راکتور همراه با مولد بخار ، جانشین دیگ بخار در نیروگاه‌های معمولی شده است.

سوخت راکتورهای هسته‌ای

ماده‌ای که به عنوان سوخت در راکتورهای هسته‌ای مورد استفاده قرار می‌گیرد باید شکاف پذیر باشد یا به طریقی شکاف پذیر شود.²³⁵U شکاف پذیر است ولی اکثر هسته‌ه اورانیوم در سوخت از انواع ²³⁸U است. این اورانیوم بر اثر واکنشهایی که به ترتیب با تولید پرتوهای گاما و بتا به ²³⁹Pu تبدیل می‌شود. پلوتونیوم هم مثل ²³⁵U شکافت پذیر است. به علت پلوتونیوم اضافی که در سطح جهان وجود دارد نخستین مخلوطهای مورد استفاده آنهایی هستند که مصرف در آنها منحصر به پلوتونیوم است.

میزان اورانیومی که از صخره‌ها شسته می‌شود و از طریق رودخانه‌ها به دریا حمل می‌شود، به اندازه‌ای است که می‌تواند 25 برابر کل مصرف برق کنونی جهان را تأمین کند. با استفاده از این نوع موضوع ، راکتورهای زاینده‌ای که بر اساس استخراج اورانیوم از آب دریاها راه اندازی شوند قادر خواهند بود تمام انرژی مورد نیاز بشر را برای همیشه تأمین کنند، بی آنکه قیمت برق به علت هزینه سوخت خام آن حتی به اندازه یک درصد هم افزایش یابد.

مزیتهای انرژی هسته‌ای بر سایر انرژیها

بر خلاف آنچه که رسانه‌های گروهی در مورد خطرات مربوط به حوادث راکتورها و دفن پسماندهای پرتوزا مطرح می‌کند از نظر آماری مرگ ناشی ازخطرات تکنولوژی هسته‌ای از 1 درصد مرگهای ناشی از سوختن زغال سنگ جهت تولید برق کمتر است. در سرتاسر جهان تعداد نیروگاههای هسته‌ای فعال بیش از 419 می‌باشد که قادر به تولید بیش از 322 هزار مگاوات توان الکتریکی هستند. بالای 70 درصد این نیروگاه‌ها در کشور فرانسه و بالای 20 درصد آنها در کشور آمریکا قرار دارد.

 

http://daneshnameh.roshd

 

1. موقعیت هر نقطه روی منحنی انحلال ­پذیری نمایانگر یک محلول ............... است

2. زیست تخریب ­پذیر، به موادی گفته می ­شود که در محیط زیست به کمک ............... به مواد ............... تجزیه می  شوند

 

3. کربنیک اسید از حل شدن گاز ............... در آب به ­وجود می  آید

 

4. میزان رسانایی الکتریکی آب خالص از آب طبیعی ............... است

 

5. گیاهان سبز از طریق ............... مقدار زیادی گاز اکسیژن به آب  های طبیعی وارد می­ کنند

 

6. خواص اسیدی و بازی محلول  ها را به کمک معیاری به نام ............... تعیین می کنند

 

7. در دمای ثابت، هرگاه فشار گاز دو برابر شود مقدار گاز حل شده در آب ............... برابر می  شود

 

8. انحلال  پذیری گازها در آب در فشار ثابت، با دما نسبت عکس دارد            

درستO  نادرستO

 

                  9. یون  هایی که غلظت آن ها پایین  تر از حد مجاز سازمان حفاظت محیط زیست است ضریب خطر کم­تر از یک دارند

درستO   نادرستO

 

  آنیون محسوب می  شود

درستO   نادرستO

 

آب باران در شهرهای صنعتی بیش تر از است

درستO نادرستO

 

 

  در دریاها از قطب جنوب به سمت استوا کاهش می  یابد

درستO   نادرستO

 

شناساگر لیتموس در محلول شیر منیزی، آبی رنگ است   

درستO   نادرستO

 

کاهش اکسیژن محلول در آب باعث مرگ و میر ماهی  ها در رودخانه  ی رودسار بوده است        

درستO   نادرستO

 

با توجه به شکل زیر

آ) اتم  چند الکترون مبادله کرده تا به این یون تبدیل شده است؟

ب) این یون آنیون است یا کاتیون؟ چرا؟

پ) نماد شیمیایی این یون را بنویسید.

ت) اگر این یون در آب قرار گیرد کدام­یک از قطب­های هیدروژن یا اکسیژن مولکول (آب)، آن را احاطه می­کنند؟

 

 

 

 

 

 

در شکل زیر

ماده  ی حل شده در آب کدام است؟ چرا؟

چ) نمک

ب) الکل

آ) شکر

 

 

در هر یک از موردهای زیر میزان اکسیژن محلول در آب چه تغییری می کند؟ چرا؟

آ) تلاطم و به هم خوردن آب دریاها

ب) فوتوسنتز گیاهان سبز و پلانکتون ­ها

پ) ریختن فاضلاب  های خانگی و فضولات جامد حاصل از جانوران بزرگ  تر در آب

 

  اکسیژن موردنیاز ماهی قزل­آلا برابر   و موردنیاز ماهی کپور  است. اگر میزان اکسیژن محلول در آب به  میلی گرم در لیتر کاهش یابد، کدام ماهی در معرض خطر قرار می گیرد؟ چرا؟

 

 

 

 

 

 

با توجه به نموار انحلال  پذیری ماده ­ی نسبت به دما، جدول زیر را به کمک عددهای مناسب پیشنهادی کامل کنید

نوع محلول

دما

عدد پیشنهادی

فوق سیرشده

20

 

سیرشده

40

 

سیرنشده

30

 

 

 

با توجه به جدول زیر نمودار انحلال  پذیری پتاسیم کلرات در آب را رسم کرده به پرسش  های زیر پاسخ دهید

دما

انحلال­پذیری

(گرم حل شونده در گرم آب)

0

3/3

10

1/5

20

3/7

30

1/10

40

14

50

5/18

60

24

70

2/30

80

4/37

90

46

100

2/56

 

 (محور افقی را دما و محور عمودی را انحلال  پذیری درنظر بگیرید)

آ) انحلال  پذیری    در آب با افزایش دما چه تغییری می کند؟ این انحلال گرماگیر است یا گرماده؟

ب) انحلال  پذیری آن در دمای  چه  قدر است؟

پ)  گرم  را در  گرم آب حل کردیم، در دمای   این محلول سیرشده، سیر نشده یا فراسیر شده است؟ چرا؟

ت) اگر محلول سیرشده  ی  را از دمای به برسانیم چند گرم بلور ته  نشین می  شود؟ محلول حاصل چگونه محلولی است؟ (سیرشده، سیرنشده یا فراسیرشده)

ث) اگر محلول فوق را به آرامی سرد کنیم چه تفاوتی می  کند؟ توضیح دهید

 

نمودارهای زیر را با یک دیگر مقایسه نمایید و با توجه به آن  ها، جمله  های زیر را به  طور مناسب کامل کنید

آ) نمودار ................... انحلال  ­ پذیری گازها در آب و نمودار .................... انحلال  ­پذیری پتاسیم نیترات در آب را نشان می  دهد

ب) انحلال  پذیری گازها در آب بسیار .................... از انحلال  پذیری مواد جامد در آب است

پ) معمولاً انحلال  پذیری گازها در آب را با واحد .................... و انحلال  پذیری جامدها در آب را با واحد .................... بیان می  کنند

ت) انحلال  پذیری گازها در آب، با افزایش دما .................... و انحلا ل  ­پذیری مواد جامد در آب، با افزایش دما معمولاً .................... می  یابد

 

 

 

 

انحلال ­پذیری جامدها در آب، معمولاً برحسب گرم ماده­ ی حل شده در .................  بیان میشود

2) گرم محلول

1) گرم آب

4) گرم آب

3) گرم محلول

) برای آن­که آمونیاک در آب بهتر حل شود باید دما را ................. و فشار را ................. داد.

2) کاهش، افزایش

1) کاهش، کاهش

4) افزایش، کاهش

3) افزایش، افزایش