مشاهده مطالب کاربر

تعداد مطالب : 3

تعداد نظرات : 2

زمان آخرین مطلب : 6021روز قبل

آموزش و تحقيقات

گاوچران (پیکر آسمانی)

گاوچران یا عوا یکی از پیکرهای آسمانی (صورت‌های فلکی) است. در شب های گرم تابستان در یک محوطهٔ رو باز به سمت مجموعهٔ آبگردان بزرگ که خود یک راهنما برای پیدا کردن دیگر پیکرهای آسمانی است، بایستید. می‌توانید هفت ستاره را ببینید که طرح یک ملاقه را در ذهنتان تداعی می‌کند. این ملاقه، همان هفت‌اورنگ (دب اکبر) معروف است. نگاه دقیقی به ستاره‌ای که در انحنای دستهٔ آن قرار دارد بیاندازید. این ستاره، بُزک (عَناق، mizar)، با درخشندگی قدر دوم است. چشمانی با قدرت بینایی زیاد قادر به کشف ستاره‌ای کم نورتر در مجاورت عناق است. این ستارهٔ قدر چهارم، ستاره فراموشک (سُها، alcor) است. یافتن سهای کوچک، آزمایشی برای سنجش قدرت بینایی است.
همانطور که می‌‌دانیم با امتداد لبهٔ آبگردان (به اندازهٔ 5 برابر) به ستارهٔ قطبی می‌‌رسیم. این ستاره، درخشانترین ستارهٔ پیکر آسمانی خرس کوچک است و در انتهای دم آن قرار دارد. یافتن خرس کوچک به مراتب دشوارتر از یافتن خرس بزرگ (هفت‌اورنگ) است و یافتن آن مستلزم سفری کوتاه به خارج از شهر است.

پیکر آسمانی راهنمای ما خرس بزرگ (دب اکبر) است. اگر منحنی دستهٔ آبگردان را امتداد دهیم، ناخود آگاه چشم شما با ستاره‌ای قرمز رنگ به نام ژوبین‌دار (سماک رامح، arcturus) روبه‌رو می‌شود که این ستاره در رأس پایینی پیکر آسمانی گاوچران (عوا) دیده می‌شود. ژوبین‌دار ششمین ستارهٔ درخشان آسمان است که 36 سال نوری از زمین فاصله دارد. قطر این ستاره 23 برابر قطر خورشید است. گاوچران مجموعه‌ای چند ضلعی از ستارگانی است که عمدتاً قدر سوم و چهارم هستند. هر چند این ستارگان از درخشندگی زیادی برخوردار نیستند، ولی به دلیل شکل بادبادک مانند آن، به آسانی قابل مشاهده اند.

یونانیان قدیم پیکر آسمانی گاوچران را خرس‌بان نامیدند. از مکان این صورت فلکی در آسمان، به نظر می‌‌رسد که گاوچران از خرس بزرگ نگهبانی می‌کند.

شنبه 26/10/1388 - 21:19

[ نظر به این مطلب ] - [ نظرات این مطلب : 1 ]

آموزش و تحقيقات

انرژی هسته ای چالش ها و مزیت ها

انرژی هسته ای: چالش ها و مزیت ها

انرژی هسته ای : چالش ها و مزیت ها...امروزه تصور غالب بر جامعه این است كه انرژی هسته ای به نوعی نجات دهنده محیط زیست است. در حقیقت انرژی هسته ای نمی‌تواند هیچ كمكی به جلوگیری از روند گرم شدن جهانی زمین بكند. علاوه بر این، انرژی هسته ای قادر به تولید میزان قابل توجهی اكسید سولفور، اكسید نیتروژن یا اكسیدهای سودمند دیگر نیست
امروزه تصور غالب بر جامعه این است كه انرژی هسته ای به نوعی نجات دهنده محیط زیست است. در حقیقت انرژی هسته ای نمی‌تواند هیچ كمكی به جلوگیری از روند گرم شدن جهانی زمین بكند.
علاوه بر این، انرژی هسته ای قادر به تولید میزان قابل توجهی اكسید سولفور، اكسید نیتروژن یا اكسیدهای سودمند دیگر نیست. با تولید انرژی هسته ای هیچ ماده دیگری به معنای واقعی سوخته نمی شود. گرما از طریق شكاف های هسته ای ایجاد می شود و نه فرآیند اكسیداسیون. راكتورهای هسته ای نیز به میزان سوخت داده شده، زباله های هسته ای تولید می كنند. این سوخت های استفاده شده در مخزن سوخت راكتور حفظ می شوند اما برخلاف سوخت های فسیلی كه گازهای تولید شده را به داخل فضا می فرستند زباله های جامدی كه از طریق سوخت هسته ای تولید می شوند در طول جریان تولید سوخت در راكتور حفظ و نگهداری می شوند و در نهایت هیچ دود یا زباله ای وارد فضا نمی شود.
زباله های ناشی از فعالیت نیروگاه های هسته ای در نهایت شامل زباله های جامد، سوخت استفاده شده، برخی مواد شیمیایی، بخار و آ ب گرمی كه جهت سرد كردن راكتورها به كار می رود، است. چنین زباله هایی با زباله های نیروگاه های فسیلی در میزان حجم متفاوت هستند.
در حال حاضر اپراتورهای نیروگاه ها كنترل كامل زباله های هسته ای را در اختیار دارند. به عنوان مثال وزارت انرژی تا قبل از انحلال آن مسئولیت كنترل این زباله ها را برعهده داشت. از سوی دیگر، سوخت های هسته ای استفاده شده در راكتورهای هسته ای دارای مقادیر زیادی رادیواكتیو هستند و این درحالی است كه تنها قسمت ناچیزی از سوخت های فسیلی دارای رادیواكتیو هستند. سوخت های جامد ناشی از راكتورهای هسته ای یا نیروگاه های سوخت فسیلی می توانند برای محیط زیست بسیار مضر باشند البته میزان این خسارت با توجه به نوع سوخت یا نیروگاه متفاوت است.
البته درخصوص زباله های هسته ای همواره از ابتدا تصمیمی درخصوص چگونگی دفع آن گرفته می شود، درحالی كه زباله های ناشی از سوخت های فسیلی هیچ گاه مقصد خاصی از همان ابتدا ندارند.
برخی ضایعات سوخت های فسیلی می توانند با كمك تجهیزات كنترل آلودگی محیط زیست محدودتر و یا از طریق شیوه هایی كه تا حدی هزینه ساخت نیروگاه را افزایش می دهد مهار شوند. علاوه بر این، اپراتورهای هسته ای باید تا زمان یافتن راهكاری اساسی جهت مهار این زباله ها، مبالغ هنگفتی را خرج كنترل رادیواكتیو متصاعد شده كنند. حفظ محیط زیست در هر تصمیمی كه جهت این قبیل كنترل ها گرفته می شود از ساخت نیروگاه های سوخت هسته ای یا فسیلی در حقیقت بهای این كنترل ها محسوب می شود. در این راستا ممكن است تصمیم گیری های متفاوتی انجام گیرد كه درواقع جهت كشف بهترین راه حل است.
پاسخ این سوال كه كدام یك از سوخت های هسته ای یا فسیلی فواید بیشتری برای محیط زیست دارند در توجه به ارزش زباله های تولیدی هر كدام از این سوخت ها نهفته است. انرژی هسته ای با از بین بردن ضایعات هسته ای كه معمولاً در هوا معلق می شوند در حقیقت كمك شایانی به حفظ محیط زیست می كند.
انرژی هسته ای با تولید میزان اندك زباله های رادیواكتیوی در حقیقت خرج تراشی برای اپراتورهای راكتورهای هسته ای می كند چرا كه باید پیش از یافتن راهی برای از بین بردن نهایی زباله ها راهی برای نابود كردن این تشعشعات رادیواكتیوی پیدا كنند. سوخت های فسیلی مقداری زباله های جامد نیز تولید می كنند البته مشكل از بین بردن این زباله ها با مشكلات مربوط به دفع سایر زباله های هسته ای فرق دارد.
حجم زباله های ناشی از نیروگاه های هسته ای بهتر و قابل كنترل تر از زباله های فسیلی است. البته به طور كلی نیروی برقی كه از این طریق تولید خواهد شد بسیار با ارزش تر از زباله های هسته ای است.
زباله های نیروگاه های هسته ای همواره محدودیت هایی بر سر راه از بین بردن ضایعات هسته ای وجود دارد. این محدودیت ها از طرق قانون های متفاوت یا اپراتورهای نیروگاه های هسته ای یا صاحبان این نیروگاه ها اعمال می شود. از منظر افكار عمومی، چنین محدودیت هایی در حقیقت بیانگر یك ارزیابی كلی از برآورد هزینه ها در جریان بیرون فرست زباله ها است. البته نظرات متفاوتی درخصوص سیاست های متنوع برون فرست زباله ها وجود دارد.
محدودیت ها با توجه به نوع زباله ها متفاوت است. از آنجا كه زباله های تولید شده از نیروگاه های هسته ای با توجه به نوع سوخت متفاوت است بالطبع نحوه حفاظت از محیط زیست نیز با توجه به نوع نیروگاه هسته ای متفاوت است. علاوه بر این در سطح كنترل چنین برون فرست هایی از نیروگاه‌های هسته ای نیز تفاوت هایی وجود دارد. به طور كلی، در حال حاضر دغدغه اصلی جهت حفاظت از محیط زیست، نحوه از بین بردن سوخت های استفاده شده است.
از آنجا كه در جریان شكافت های هسته ای هیچ ماده‌ای نمی سوزد، حجم بسیار ناچیزی در جریان تولید نیروی هسته ای تغییر می كند. سوخت وارد شده به راكتور از اولین لحظه ورود تا لحظه خروج سوخت استفاده شده در كنترل است. در جریان تولید نیروی هسته ای، طبیعت سوخت هسته ای تغییر می یابد. در نتیجه سوخت های هسته ای در جریان شكافت های هسته ای به سوخت های مصرف شده تبدیل می شوند و در این مرحله تعداد قابل توجهی از انرژی سوخت موجود در راكتور بلااستفاده باقی می ماند.
این سوخت استفاده شده دارای مقادیر متفاوتی تشعشعات رادیواكتیو و مواد شیمیایی است. همین تغییر در محتواست كه به پروسه كشف راه حلی جهت دفع این زباله های هسته ای سرعت می بخشد. كشف چنین راهكارهایی در حقیقت بخشی از هزینه های تولید نیروی هسته ای را دربر می گیرد. البته راهكارهای متفاوتی برای استفاده از سوخت مصرف شده وجود دارد.
در ایالات متحده هم به دلایل سیاسی و هم به دلایل اقتصادی، آخرین مرحله از بین بردن زباله های هسته ای، دفن كردن سوخت های هسته ای استفاده شده است. در آمریكا، وزارت انرژی آخرین مرجع مسئول برای از بین بردن سوخت های هسته ای استفاده شده است.
زمان و شرایط صلاحیت وزارت انرژی برای قبول این قبیل مسئولیت ها، موضوع قابل بحث بین این وزارتخانه و صاحبان نیروگاه های هسته ای است. در حال حاضر، اكثر كارشناسان اقتصادی به دنبال كشف این مطلب هستند كه آیا هزینه ای كه توسط ژنراتورهای هسته ای صرف از بین بردن نهایی زباله های هسته ای می شود به صرفه است یا خیر؟
در حال حاضر شرایط ایستگاهی كه قرار بود به عنوان محلی برای دفن زباله های هسته ای ساخته شود از سوی كارشناسان این فن، مورد بحث و بررسی قرار می گیرد و علاوه بر این برای ساخت چنین ایستگاهی به اجازه دادگاه نیاز است. تاكنون هیچ گونه تصمیم گیری خاصی درخصوص بسیاری از سوخت های هسته ای مصرف شده گرفته نشده است. اكثر این سوخت ها در حال حاضر در مخازن مخصوصی در راكتورها نگه داشته می شوند.

شنبه 26/10/1388 - 21:10

[ نظر به این مطلب ] - [ نظرات این مطلب : 0 ]

آموزش و تحقيقات

شیمی نظری

دید کلی

شیمی را می‌توان به صورت علمی که با توصیف ویژگیها ، ترکیب و تبدیلات ماده سروکار دارد، تعریف کرد. اما این تعریف ، نارساست. این تعریف ، بیانگر روح شیمی نیست. شیمی همچون دیگر علوم ، سازمانی زنده و در حال رشد است، نه انباره‌ای از اطلاعات. علم ، خاصیت تکوین خودبخود دارد. ماهیت هر مفهوم تازه آن ، خود محرک مشاهده و آزمایشی جدید است که به بهبود بیش از پیش آن مفهوم و سرانجام به توسعه دیگر مفاهیم می‌انجامد.
از آنجا که زمینه‌های علمی همپوشانی دارند، مرز متمایزی میان آنها نمی‌توان یافت و در نتیجه مفاهیم و روشهای علمی کاربرد همگانی پیدا می‌کنند. در پرتو این گونه رشد علمی ، دیگر تعجبی ندارد که یک پژوهش علمی معین ، بارها از مرزهای مصنوعی و پرداخته ذهن بشر بگذرد.

قلمرو شیمی مفهومی متعارف

علم شیمی با ترکیب و ساختار مواد و نیروهایی که این ساختارها را بر پا نگه داشته است، سروکار دارد. خواص فیزیکی مواد از این رو مورد مطالعه قرار می‌گیرند که سرنخی از مشخصات ساختاری آنها را بدست می‌دهند و به عنوان مبنایی برای تعیین هویت و طبقه‌بندی بکار می‌روند و کاربردهای ممکن هر ماده بخصوص را مشخص می‌کنند. اما واکنشهای شیمیایی ، کانون علم شیمی هستند. توجه علم شیمی به هر گوشه قابل تصوری از این تغییر و تبدیلها کشیده می‌شود و شامل ملاحظاتی است از این قبیل:
* شرح تفصیلی درباره چگونگی واکنشهای و سرعت پیشرفت آنها
* شرایط لازم برای فراهم کردن تغییرات مطلوب و جلوگیری از تغییرات نامطلوب
* تغییرات انرژی که با واکنشهای شیمیایی همراه است.
* سنتز موادی که در طبیعت صورت می‌گیرد.
* سنتز موادی که مشابه طبیعی ندارند.
* روابط کمّی جرمی بین مواد در تغییرات شیمیایی.

پیدایش شیمی جدید

شیمی جدید که در اواخر سده هیجدهم ظاهر شده است، طی صدها سال ، توسعه یافته است. داستان توسعه شیمی را تقریبا به پنج دوره می‌توان تقسیم کرد:

فنون عملی

این فنون تا 600 سال قبل از میلاد مسیح رایج بوده است. تولید فلز از کانه‌ها ، سفالگری ، تخمیر ، پخت و پز ، تهیه رنگ و دارو فنونی باستانی است. شواهد باستان شناسی ثابت می‌کند که ساکنان مصر باستان و بین‌النهرین در این حرفه‌ها مهارت داشته‌اند. ولی چگونه و چه وقت این حرفه‌ها برای نخستین بار پیدا شده‌اند، معلوم نیست.
در این دوره ، فنون مذکور که در واقع فرایندهای شیمیایی هستند، توسعه بسیار یافته‌اند. اما این توسعه و پیشرفت ، تجربی بوده است، بدین معنی که مبنای آن تنها تجربه عملی بوده، بدون آنکه تکیه گاهی بر اصول شیمیایی داشته باشد. فلزکاران مصری می‌دانستند که چگونه از گرم کردن کانه مالاشیت با زغال ، مس بدست آورند، ولی نمی‌دانستند و در صدد دانستن آن هم نبودند که چرا این فرایند موثر واقع می‌شود و آنچه در آتش صورت می‌گیرد، واقعا چیست؟

نظریه‌های یونانی

این نظریه‌ها از 600 تا 300 سال قبل از میلاد عنوان شدند. جنبه فلسفی یا جنبه نظری شیمی حدود 600 سال قبل از میلاد در یونان باستان آغاز شد. اساس علم یونانی ، جستجوی اصولی بود که از طریق آن ادراکی از طبیعت حاصل شود. دو نظریه یونانی در سده‌های واپسین اهمیت فراوان یافت:
* این مفهوم که تمام مواد موجود در زمین ، ترکیبی از چهار عنصر (خاک ، باد ، آتش و آب) است، به نسبتهای گوناگون ، از اندیشه‌های فیلسوفان یونانی این دوره نشات یافته است.
* این نظریه که ماده از آحاد مجزا و جدا از همی به نام اتم ترکیب یافته است، بوسیله لوسیپوس پیشنهاد شد و دموکرتیس آن را در سده پنجم ق.م. توسعه داد.
نظریه افلاطون این بود که اتمهای یک عنصر از لحاظ شکل با اتمهای عنصر دیگر تفاوت دارد. علاوه بر این ، او باور داشت که اتم‌های یک عنصر می‌توانند با تغییر شکل به اتمهایی از نوع دیگر تغییر یابند یا استحاله پیدا کنند. مفهوم استحاله در نظریه‌های ارسطو نیز منعکس است.
ارسطو (که به وجود اتمها معتقد نبود) می‌گفت که عناصر و بنابراین تمام مواد از ماده اولیه یکسانی ترکیب یافته‌اند و تفاوت آنها فقط از لحاظ صورتهایی است که این ماده اولیه به خود می‌گیرد. به نظر ارسطو ، صورت ماده نه تنها شکل ، بلکه کیفیتها (از لحاظ رنگ ، سختی و غیره) را نیز دربر می‌گیرد و همین صورت است که ماده‌ای را از ماده دیگر متمایز می‌کند. او می‌گفت که تغییر صورت پیوسته در طبیعت صورت می‌گیرد و تمام اشیای مادی (جاندار و بی جان) از صورتهای نابالغ به صورتهای بالغ رشد و تکامل می‌یابند.
در سراسر قرون وسطی باور این بود که کانی‌ها رشد می‌کنند و هرگاه کانیها از معادن استخراج شوند، معادن بار دیگر از کانیها پر می‌شوند.

کیمیاگری

کیمیاگری از 300 سال قبل از میلاد تا حدود 1650 میلادی رایج بود. سنت فلسفی یونان باستان و تجارت صنعتگران مصر باستان در شهری که بوسیله اسکندر کبیر در 331 ق.م. بنا شد یعنی اسکندریه مصر ، با هم جمع شدند و حاصل آمیزش آنها ، کیمیاگری بود. کیمیاگران اولیه برای ابداع نظریه‌هایی درباره ماهیت ماده از روشهای مصری برای بکارگیری مواد استفاده می‌کردند.
کیمیاگران باور داشتند که یک فلز می‌تواند با تغییر کیفیات (بویژه رنگ آن) تغییر پذیرد و چنین تغییراتی در طبیعت صورت می‌گیرد. فلزات می‌کوشند تا همچون طلا کامل شوند. همچنین آنها باور داشتند که این گونه تغییرات ممکن است بوسیله مقدار بسیار اندکی از یک عامل استحاله کننده قوی (که بعدا سنگ فیلسوفان نامیده شد) ایجاد شود.
در سده هفتم میلادی ، مسلمانان مراکز تمدن هلنی (از جمله مصر در 640 میلادی) را تسخیر کردند و کیمیاگری بدست آنها افتاد. در سده‌های دوازدهم و سیزدهم ، کیمیاگری به تدریج به اروپا راه یافت و آثار عربی به لاتین برگردانده شد. کیمیاگری تا سده هفدهم دوام یافت. در این زمان نظریه‌ها و نگرشهای کیمیاگران بتدریج زیر سوال قرار می‌گرفت.
کار رابرت بویل که اثر معروف خود به نام شیمیدان شکاک را در 1661 منتشر کرد، در این باره ارزشمند است. گرچه بویل باور داشت که استحاله فلزات پست به طلا امکان‌پذیر است، ولی او اندیشه کیمیاگری را مورد انتقاد شدید قرار داد. بویل باور داشت که نظریه شیمیایی باید حاصل شواهد تجربی باشد.

فلوژیستون

این نظریه از 1650 تا 1790 میلادی رواج داشت. تقریبا در سراسر سده هجدهم ، نظریه فلوژیستون نظریه‌ای مسلط در شیمی بود. این نظریه که بعدها معلوم شد نظریه‌ای نادرست است، در اصل کار "گئورک ارنست اشتال" بود. فلوژیستون «اصل آتش» ، جز تشکیل دهنده ماده‌ای دانسته می‌شد که متحمل سوختن می‌شود. چنین پنداشته می‌شد که یک جسم بر اثر سوختن ، فلوژیستون خود را از دست می‌دهد و به صورت ساده‌تری کاهیده می‌شود. باور این بود که نقش هوا در عمل سوختن ، انتقال فلوژیستون آزاد شده است.
بنا به نظریه فلوژیستون چوب در اثر سوختن به خاکستر و فلوژیستون (که بوسیله هوا جدا می‌شود)تبدیل می‌گردد. طبق نظریه فلوژیستون ، چوب ، ماده مرکبی است که از خاکستر و فلوژیستون ترکیب یافته است. همچنین در مورد عمل تکلیس ، این نظریه عنوان می‌دارد که فلز ، ماده مرکبی است که از یک کالکس و فلوژستیون ترکیب یافته است.
در نظریه فلوژیستون ، ذاتا" مشکلی است که هرگز توضیح کافی درباره آن داده نشد. وقتی چوب می‌سوزد، فرض بر این است که فلوژیستون از دست می‌دهد و نتیجه آن خاکستری است که وزن آن کمتر از قطعه چوب اصلی است. اما در عمل تکلیس ، از دست رفتن فلوژیستون با افزایش وزن همراه است، چون کالکس یا اکسید فلزی ، وزنش بیشتر از فلز اصلی است. طرفداران نظریه فلوژیستون این مشکل را تشخیص داده بودند، لیکن تقریبا در سراسر سده هیجدهم ، اهمیت توزین و اندازه گیری دانسته نشد.

شیمی جدید

کار آنتوان لاوازیه در اواخر سده هیجدهم را معمولا آغاز شیمی جدید می‌دانند. "لاوازیه" ،‌ با تعمق کافی ، دست‌اندرکار براندازی نظریه فلوژیستون شد و انقلابی در شیمی پدید آورد. او که ترازوی شیمیایی بسیار استفاده می‌کرد، با تکیه بر نتایج آزمایشهای کمی ، به توضیح تعدادی از پدیده‌های شیمیایی دست یافت.
قانون پایستاری جرم می‌گوید که در جریان یک واکنش شیمیایی تغییر محسوسی در جرم صورت نمی‌گیرد. به گفته دیگر ، جرم کل تمام موادی که در واکنش شیمیایی وارد می‌شوند، برابر جرم تمام محصولات واکنش است. این قانون ، توسط لاوازیه به وضوح بیان شد. برای لاوازیه نظریه فلوژیستون امری ناممکن بود.
اقداماتی که دانشمندان از سالهای 1970 به بعد به عمل آورده‌اند، با استفاده از کتاب لاوازیه با عنوان « رساله‌ای مقدماتی درباره شیمی» که در سال 1789 منتشر شد، بیان شده است. آنچه در دو سده پس از لاوازیه درباره شیمی دانسته شده، بسیار بیشتر از بیست سده پیش از اوست. علم شیمی از آن زمان به بعد ، تدریجا در پنج شاخه اصلی بسط یافت. (البته این تقسیمات اختیاری است و به طبقه بندی آنها انتقادهایی وارد است.)

طبقه‌بندی شیمی

* شیمی آلی : شیمی ترکیبات کربن است.
* شیمی معدنی : شیمی تمامی عناصر به جز کربن. البته بعضی از ترکیبات ساده کربن مانند کربناتها و CO2 بطور سنتی در زمره ترکیبات معدنی طبقه بندی می‌شوند، زیرا از منابع معدنی بدست می‌آیند.
* شیمی تجزیه : تشخیص اجزای تشکیل دهنده مواد ، هم از لحاظ کیفی و هم از لحاظ کمی.
* شیمی فیزیک : مطالعه اصول فیزیکی که زمینه درک ساختار ماده و تبدیلات شیمیایی است.
* زیست شیمی : شیمی سیستمهای زنده اعم از گیاهی و حیوانی.

شنبه 26/10/1388 - 21:2

[ نظر به این مطلب ] - [ نظرات این مطلب : 1 ]