امتیاز : 20

این فایل دارای فرمت  word  می باشد.

 

 

 

                          موضوع: انرژی هسته ای و کاربرد صلح آمیز آن

 

 

 

فهـرست مطـالـب

 

عنوان                                                                             صفحه   

 

پیشگفتار

 

چکیده

 

مقدمه 

 

فصل اول : کلیات تحقیق

 

مقدمه 

 

بیان مسئله 

 

اهداف تحقیق 

 

اهمیت وضرورت تحقیق  

 

 فرضیات 

 

تعریف واژگان اساسی 

 

فصل دوم : پیشینه تحقیق

 

مقدمه 

 

پیشینه تحقیق 

 

الف : پیشینه عملی

 

ب :پیشینه نظری

 

فصل سوم : روشهای تحقیق

 

مقدمه 

 

روشهای مورد استفاده در تحقیق  

 

بیان فنون گردآوری اطلاعات وتوضیح آن ها

 

فصل چهارم : یافته های تحقیق

 

مقدمه 

 

فرضیه1: کاربرد انرژی هسته ای درپزشکی 

 

رادیوایزوتوپ ها چه موادی هستند و چه کاربردهای دارند

 

روشهای تولید رادیوایزوتوپ ها 

 

کاربرد رادیوایزوتوپ ها  

 

کاربرد رادیو ایزوتوپ ها در تشخیص

 

رادیو ایزوتوپ ها درتعیین تومور

 

رادیو ایزوتوپ های تولیدی از طریق راکتور هسته ای

 

ترکیبات نشان دار از چه راهی تولید ودرچه مواردی استفاده میشود

 

رادیوداروها چیستند  

 

تصویر برداری هسته ای چگونه انجام می گیرد

 

عمر سنجی باکربن 14 چگونه است

 

روش ها و فنون مورد استفاده در پزشکی هسته ای چیست

 

 مقدمه 

 

فرضیه 2: کاربرد انرژی هسته ای در کشاورزی و رشته های وابسته

 

تاریخچه 

 

کاربردهای ایزوتوپ هادر کشاورزی 

 

بهبود خصوصیات ژنتیکی گیاه  

 

تنوع گیاهان پرورش یافته

 

مطالعه با رادیو فسفر

 

ریشه کنی حشرات وکنترل حشرات موزی

 

کاربرد های پرتو فراوری

 

پرتوفرآوری مواد غذایی 

 

پرتو دهی مواد غذایی

 

کارببرد در زمین شناسی

 

مقدمه

 

فرضیه 3: کاربرد انرژی هسته ای در صنعت

 

کاربرد انرژی هسته ای در صنعت

 

اندازه گیری ضخامت ورق ها و قطعات فلزی

 

مطالعه فلزات در صنایع

 

جذب وپراکندگی تابش

 

اندازه گیری ضخامت 

 

اندازه گیری سرعت   

 

کنترل کیفی

 

استفاده به عنوان حساسه

 

تغییر در ویژگی های مواد

 

چند مثال کاربردی در صنعت

 

زنجیره واپاشی رادیو اکتیو 

 

چرخه ی سوخت 

 

فصل پنجم : نتیجه گیری

 

مقدمه 

 

نتیجه گیری 

 

مشکلات تحقیق 

 

پیشنهادات 

 

منابع و مآخذ 

 

پیشگفتار

 

کره ی زمین جایی که ما اکنون به راحتی بر رویش قدم می گذاریم، مکانی است که در گذشته های دور تنها آب ها برویش شناور بودند. بعد از چندی خشکی ها بر رویش پدید آمدند و آغاز زندگی موجود سازنده، اعم از گیاهان، آبزیان و ... و انواع مختلفی که زبان آدمی قادر به نام بردن آنها نیست.

 

اما انسان اولیه –موجود ناآگاه که طبیعت دست نخورده را در کنار خود داشت –با مرور زمان این مطالب را درک کرد که این محیط وحشی می تواند مأمنی مناسب برایش باشد و باید از تمام پدیده هایش استفاده کند.

 

اما، چه کسی فکر می کرد که از باد، بتوان نیروی بس مؤثر تولید کرد. از خورشید که گرمابخش کره ی ماست انرژی بگیرد. از آب دریاها، از گرمای عمق زمین و ...

 

بعد از مدتی که آشنایی اش نسبت به محیط افزایش پیدا کرد، با دستگاه های ساخت خود زمین را حفر کرد و گاز طبیعی را بدست آورد. کمی که پیش رفت، نفت را کشف کرد.

 

اما، چه کسی می دانست که کوچکترین و ریزترین شی جهانی که با قوی ترین میکروسکوپ های الکترونیکی هم قادر به رویت آن نبوده اند، سرشار از انرژی باشد؟

 

نیرویی که بتوان از انرژی آن تمام مردم جهان را بهره مند ساخت.

 

کشف این انرژی در زمانهای دور کاری بس دشوار بود. پس چگونه خانم کوری و آقای کرل موفق به کشف آن شدند؟ شاید حدس و گمانی که پایانش به موفقیت ختم شد.

 

در این پژوهش دانش آموزان جستجوگری به شرح مختصری درباره ی این انرژی و کاربردهای آن (در پزشکی، صنعت، کشاورزی و....) پرداخته اند. تا افرادی که در موردش اطلاعاتی ندارند، ذهنشان آگاهی پیدا کند.

 

سپاس بی کران به درگاه حق تعالی و درود و سلام به کلیه ی فرستادگانش به ویژه خاتمه آنان و عترت پاکش که چراغ راه زندگی متعالی اند. بسیار شاکریم که در برهه ای از عمرمان پروردگار عالمیان توفیق به ما عنایت فرمود تا از این طریق سهیم ناچیزی از دین خود را به شهدا و مردم قهرمان کشور عزیزمان ادا کرده باشیم.

 

بدون شک چکامه و دستاورد موجود بی نقص نیست بنابراین از بزرگان و تمامی عزیزان که این تحقیق را مطالعه کرده و می کنند که ما را از راهنمائیهای لازم بی نصیب نفرمایند.

 

 

 

مقدمه :

 

نه تنها جهان دنش و دنیای امروز متوجه ذره که همه اشیاء عالم خلقت را تشکیل می دهد، می باشد و نیرو و خاصیت آنرا مورد بررسی قرار داده است، بلکه بشر همواره در این امر تعلق داشته و تا آنجا که محیط و وسعت دانش او اجازه میداده در شناسائی و کشف آن کوشیده است. یونانیان قدیم در طریق کشف ذره پیشقدم بوده اند. اولین فردی که در مطالعه و بحث راجع به اتم پرداخت، دمکریتوس یونانی آن هم در 2500 سال پیش بوده است.

 

اما دانشمندان ایرانی از قبیل ابوعلی سینا فیلسوف نامدار و طبیب حاذق و ملاصدرا و امام غزالی و غیره نسبت به ذره و خاصیت آن شرح و بسط داده اند و با عبارت طنز ادبی حقیقت علمی و تغییر ناپذیر اتم را آشکار ساخته اند.

 

اتم یعنی ذره کوچکترین جز شیء مادی است که منشأ تشکیل اشیاء است. همه چیز از اجتماع ذرات کوچک اتم متشکل گردیده جهان و موجودات در آن هسته مجموع اجتماع ذرات اتم هستند اتم یا ذره خود از هسته مرکزی و ذرات ریز دیگری بنام الکترون تشکیل شده اند. ذرات موجود در هسته اتم پروتون نام دارند (بار الکتریکی مثبت) اما چون طبق قانون جاذبه (هم نام دافعه) نیرویی این ذرات را به یکدیگر متصل کرده است که به آن نوترون گویند. نوترون بار الکتریکی ندارد. الکترون ها که به دور هسته در حال گردش اند دارای بار منفی اند، اگر تعداد پروتون ها و الکترون های درون یک اتم مساوی باشد، آن اتم از نظر بار الکتریکی خنثی است.

 

در جهان هستی سه نیرو وجود دارد نیروی جاذبه ی نیوتونی (نام کاشف نیروی جاذبه) نیروی الکترومغناطیسی و نیروی اتمی و یا انرژی ذره ای که مورد بحث این پژوهش است که دارای جرم و انرژی و نور و تشعشع می باشد و مطابق فرضیه ی آلبرت انیشتین با قابلیت تبدیل جرم و انرژی بیکدیگر تحت فرمول E=MC2منشأ اکتشافات جدید در جهان هستی و سیر در کرات و پی بردن به اسرار آن ها گردیده است هرچند اتم موجود انرژی و نور و حرارت است اما بشر تا چند قرن قبل بعظمت و نیروی خارق العاده آن پی نبرده و خواص فراوان آن را نمی دانست.

 

قرن هجدهم و نوزدهم را که دوران کشف جدید و ترقی و تعالی بشر می توان نامید، مغزهای متفکر باهوش، کنجکاوی بسیار کردند و با رنج فراوان و کوشش زیاد بکشف اسرار اتم آنطور که علم و عمل خواهان آن بود، نائل آمدند. امروزه با وسع دانش و بینش نظری و علمی، استفاده از نیروی شگرف اتمی عالمگیر شده و در اقصی نقاط جهان از این منبع عظیم قدرت بهره برداری علمی، فنی، طبی، اجتماعی و غیره می شود.

 

از برکت این کشف مهم در زمان صلح، فواید بی شماری عاید مردم جهان گردیده است. امروزه با استفاده معقول و مفید در اثر مهار کردن اتم، بشر توانسته با نیروی درمانی بر قخطی و گرسنگی غلبه نماید، آفات نباتی را از بین ببرد، کود لازم و مقدار دقیق آنرا در ازدیاد محصول کشاورزی معلوم نماید و عملاً نظریه معروف مالتوس را مبنی بر افزایش روز افزون جمعیت کره ی زمین و محدودیت مواد خوراکی مردود اعلام دارد.

 

امروزه از اتم و نیروی آن بحصول اشعه ی آلفا برای کنسرو غذاها و جلوگیری از خرابی و فساد آنها استفاده می کنند و در بهداشت عمومی و دفع مرض و طول عمر از آن بهره برداری می نمایند.

 

در امور پزشکی اتم کمک بسیاری نموده علاوه بر استفاده های عظیم علمی و لابراتوری و تشخیص و معالجه امراض ناشناخته و صعب العلاج پزشکان را راهنمائی دقیق است.

 

انرژی اتمی چه کاربردی در صنعت کشورمان دارد؟

 

انرژی اتمی به طور غیرمستقیم در صنعت کاربردهای فراوانی دارد. آزمایش های کیفیت فیزیک قطعات فلزی، اندازه گیری ضخامت ورق ها و قطعات فلزی، اندازه گیری میزان خوردگی و سایش قطعات فلزی، تشخیص سوراخ ها و وزنه ها در دستگاه های حساس کارخانه ها و لوله ها تسریع در واکنش های شیمیایی و کاربردهای دیگر همگی با استفاده از خاصیت اشعه های مواد رادیواکتیو، قابل انجام است.

 

ذرات اشعه های رادیواکتیو هنگام عبور از یک فلز مقداری از انرژی خود را از دست داده و در بین اتم های فلزگیر می افتد و نمی توانند خارج شوند. البته برخی از آن ها نیز خارج می شوند. هرگاه اشعه ی رادیواکتیو به یک ورقه ی فلزی یا یک دستگاه که از ورقه ی فلزی ساخته شده است، برخورد کند.

 

مقداری از آن جذب و مقدار دیگری از آن از فلز عبور می کند. دستگاه های خاصی که مقدار اشعه را اندازه گیری می کنند از روی مقدار اشعه ی جذب شده توسط فلز می توانند ضخامت فلز را اندازه گیری کنند. (برگرفته از مقاله ی انرژی ها  - از محبوبه شجاع –صفحه ی19)

 

ارزیابی انرژی هسته ای از منظر توسعه ی پایدار :

 

مزایای منحصر به فرد انرژی هسته ای :

 

1)     سوخت لازم برای انرژی هسته ای برای چندین قرن فراهم خواهد بود.

 

2)     از نظر ایمنی این منبع نسبت به سایر منابع انرژی وضعیت بهتری دارد.

 

3)     استفاده از انرژی هسته ای در صورت رعایت استانداردهای ایمنی هیچ گونه آلودگی را دنبال ندارد.

 

4)     انرژی هسته ای موجب حفظ ذخائر ارزشمند فسیلی برای نسل های آینده می شود.

 

5)     هزینه انرژی هسته ای به صورت مداوم در حال کاهش بوده و به زودی با سایر منابع انرژی قابل رقابت خواهد بود.

 

6)     مواد زائد ناشی از فن آوری هسته ای (زباله های رادیواکتیو) را می توان برای مدت طولانی دفن کرد.

 

7)  کاربرد مواد رادیواکتیو در صنایع مختلف ایجاد می نماید تا در این راستا هر کشوری خواهان توسعه ی سرمایه گذاری و فعالیت شود. البته به طور قطع مزایای انرژی هسته ای تنها به این موارد محدود نمی شود. برای مثال جرم و حجم بسیار کم سوخت مورد نیاز، دائمی بودن تولید انرژی (در مقایسه با منابعی نظیر باد)، نیز عواملی هستند که اهمیت انرژی هسته ای را مورد تأکید قرار می دهند.

 

(برگرفته از کتاب «فیزیک برای پرتونگارها» - مترجمین : دکتر مهناز جعفری پور و دکتر علی اکبر شرفی –ناشر: واحد انتشارات جهاد دانشگاهی دانشگاه علوم پزشکی ایران)

 

تبدیل هسته ای چیست؟

 

تبدیل هسته ای :

 

واپاشی هایی که در هسته رادیونوکلاید روی می دهد در بیشتر موارد موجب کاهش و یا افزایش تعداد پرتون ها می شود و عنصر جدیدی با خواص شیمیایی متفاوت با قبلی پدید می آید. چنین تغییری هنگامی رخ می دهد که ذره بارداری از هسته خارج شود و یا به شکلی به آن اضافه گردد. برخی از رادیوایزوتوپ ها فقط با انتشار انرژی به صورت فوتون (پرتوی گاما) به حالت پایدار می رسند. با این واپاشی، تعداد ذرات سازنده هسته تغییر نمی کند.

 

1H  هیدروژن سبک با یک پروتون

 

2Dدوتریم با هیدروژن سنگین با یک پرتون و یک نوترون

 

T3تریتیم با یک پروتون و دو نوترون

 

هیدروژن سبک و دوتریم پایدارند ولی تریتیم ناپایدار بوده و پرتوزا است. این ایزوتوپ برای رسیدن به حالت پایدار باید یکی از نوترون ها را از دست بدهد. چون خروج نوترون از هسته سبکی مانند تریتیم ناممکن است، یک نوترون به پروتون الکترون و آنتی نرترینو تبدیل می شود و در نتیجه هسته ی جدید و پایداری پدید می آید. الکترون نمی تواند در هسته باقی بماند و با نام ذره ی بتا (B) ، به خارج از فضای آن پرتاب می گردد. در واقع از این واپاشی مقداری انرژی نیز آزاد می شود که ذره ی بتا قسمتی از آن را دریافت می کند. ذره بتای حاصل از این واپاشی kev18(18 کیلو الکترون ولت) انرژی دارد. پس از چنین دریافتی، اتمی با 2 پروتون و یک نوترون بر جای می ماند که چون بار مثبت آن بیش از بار منفی است، یک الکترون از محیط دریافت می کند و به هلیم -3 (He3) تبدیل می شود.

 

استفاده از پرتو و تابش در درمان بیماری ها :

 

همه ی مردم می دانند که روش های اصلی مبارزه با سرطان جراحی و تابش است، که اغلب با هم به کار برده می شوند. امروزه شیمی درمانی و هم چنین استفاده از داروهای مخصوص باعث معالجه ی برخی از سرطان ها نقش دارند.

 

اندام ها و بافت های بدن از بیلیون ها سلول میکروسکوپی تشکیل شده اند. همه ی این سلول ها توسط تقسیم سلولی جایگزین و یا ترمیم می شوند.

 

انسان عادی قادر به این کار هست ولی اگر این جایگزینی و تکثیر از کار بیفتد سلول بیش از حد شروع به تکثیر می کند و توده ای از سلول های ناهماهنگ به وجود می آیند که به آن «تومور» می گویند. اگر این تومور به خیم باشد پس از مدتی بعضی از سلول های آن جدا شده و به سلول های مجاور سرایت می کنند و یا توسط لنف و خون از قسمتی از بدن وارد قسمت دیگری از بدن شده و رشد می کنند. و این خود باعث ایجاد سرطان می شود. بسیاری از سرطان ها از سلول های نابالغ شروع شده و سریعا رشد می کنند، بنابراین توسط پرتو خیلی آسانتر از بافت سالم اطراف از بین می روند. و این اساس استفاده از پرتور یونیزه کننده[1] برای معالجه ی سرطان است. رادیوتراپیست[2] برای درمان سرطان از تکنیکهای مختلفی استفاده می کند. روش معمول این است که از پرتو طوری کنترل شود که سلول های سرطانی را بکشد و به سلول های دیگر آسیبی وارد نیاورد همچنین باید مطمئن شد که پرتو فقط ناحیه ی سرطانی را تحت پوشش قرار می دهد و به دیگر قسمت ها آسیب وارد نمی آورد.

 

ترس از سرطان در انسان ها به این دو علت است : 1- درمان قطعی ندارد 2- مدت طولانی پنهان می ماند. افراد محدودی هستند که با استفاده از پرتو معالجه شده اند. سرطان قابل بازگشت است و حتی تا 5 سال پس از گذشت معالجه ممکن است دوباره باز گردد ولی پس از پنج سال یا بهبود کامل حاصل می شود یا این که دوباره باز می گردد.

 

 

[1]- پرتو یونیزه کننده : جدا شدن یا متصل شدن الکترون به اتم و باردار شدن اتم از این طریق یونیزه کننده گویند.

 

[2]- رادیوتراپیست : متخصص اشعه درمانی 

 

راه حل جلوگیری از بارور کردن حشرات:

 

دانشمندان متوجه شدند که اگر حشرات نر را عقیم سازند این امر امکان پذیر خواهد شد. تشعشع رادیواکتیو جواب این مشکل بود و می توانست نرها را بدون این که هیچ گونه اثر نامطلوبی به بار آورد عقیم سازد. بنابراین اگر تعداد زیادی حشرات نر را که از لحاظ جنسی عقیم گردیده بودند، بین بقیه حشرات بالدار رها می ساختند، تمام ماده ها که با نرهای عقیم جفت گیری می کردند تخم های بی نطفه گذاشته و هیچ گاه به حشرات نوزاد تبدیل نمی شدند. پس از مقداری بررسی و محاسبه، دانشمندان به این نتیجه رسیدند که اگر فقط چهار پنجم تعداد کرم های نر را عقیم کنند، بیشتر از 90% تخم هایی که گذاشته می شوند به نوزاد تبدیل نخواهند گردید.

 

ـ ایزوتوپ های رادیواکتیو چگونه موجب نابودی علف های هرز می شوند؟

 

عناصر تشکیل دهنده ی ایزوتوپ های رادیواکتیو و نابودی علف های هرز توسط آنان:

 

ایزوتوپ های رادیواکتیو که در مبارزه علیه علف های هرزه به کار می روند، شامل کربن (C14)، گوگرد (S35) و فسفر (P32) می باشد. با مشخص نمودن سموم علف های هرزه مانند سم (-D4/2) که متداول است و با استفاده از اتم های کربن 14، دانشمندان می توانند مسیر حرکت این سم را در گیاهان هرزه دنبال نموده و اطلاعات و مدارک بیشتری در مورد این که چرا بعضی از سم ها روی گیاهان مشخص تأثیر بهتری دارند، کسب نمایند.

 

آفات نباتی هرساله قریب میلیاردها دلار زیان به کشاورزان وارد می سازد. با وجود این که گیاهان متنوع و جدیدی به طور مداوم از طریق پیوند زدن دو گیاه مختلف با هم تکثیر می شوند، با این وجود تعداد باکتری های موجود در طبیعت هم در حال تغییر می باشد. در عرض چند سال انواع گیاهانی که در مقابل آفات مصونیت دارند می توانند مورد حمله و تجاوز رشته قارچ های جدید و آفت را قرار گیرد.

 

ردیاب های ایزوتوپی رادیواکتیو پیشاپیش به مبارزه و پیدا کردن راه حل برای مسئله آفات نباتی جدید مورد استفاده قرار می گیرند. با به کار بردن ردیابهای ایزوتوپی رادیواکتیو این امکان برای دانشمندان فراهم گردیده است که میزان جذب مواد شیمیایی را در هر گیاه که در معرض امراض میکربی قرار دارد سنجیده و مسیر حرکت این مواد را در یک گیاه تعیین نمایند.

 

منابع و مآخـذ

 

1. نام کتاب: پرستاری در سرطان/ مؤلف: فیپس/ مترجم: افشین شوروفی/ چاپ: پنجم/ انتشار: چهر/ صفحه ی 218 الی 236.

 

2. نام کتاب: کاربرد رادیواکتیو در پزشکی/ مؤلف: مهدی علی بهروز/ سال چاپ: 1368/ انتشار: آستان قدس رضوی/ صفحه ی 91.

 

3. نام کتاب: تکنیک های هسته ای در علوم کشاورزی/ مؤلفان: فرامرز مجد ـ محمدرضا اردکانی/ سال چاپ: 1382/ نام ناشر: مؤسسه ی انتشارات و چاپ دانشگاه تهران/ صفحه ی 227 الی 225.

 

4. نام کتاب: بررسی خواص و کاربرد رادیوایزوتوپها/ مؤلفان: جی ـ آن ـ گریگوری/ مترجمان: صمد نبیسی ـ کاظم داودی/ چاپ: صبح امروز/ صفحه ی 136 الی 108.

 

5. نام کتاب: فیزیک در خدمت علوم بهداشت/ مؤلفان: کارل آرـ نیو ـ برنداسی ـ نیو/ مترجم: علی تکالو/ سال چاپ: 1372/ نام ناشر: معاونت فرهنگی آستان قدس رضوی/ از صفحه ی 70 الی 63.

 

6. نام کتاب: مباحثی از رادیو فارسی/ مؤلف: اسکندر علی پور/ ناشر: دانشگاه اصفهان/ چاپ: چاپ خانه ی دانشگاه اصفهان/ تاریخ انتشار: 1368.

 

7. نام کتاب: فیزیک برای پرتونگارها/ مؤلف: جرج ـ ای ـ هی و ـ دونالد هاگس/ مترجمان: دکتر مهناز جعفری پور ـ دکتر علی اکبر شرفی ـ سال چاپ: 1367/ نام ناشر: واحد انتشارات  جهاد دانشگاهی ـ دانشگاه علوم پزشکی ایران/ صفحه های 89 الی 76.

 

8. نام کتاب: اصول فیزیک پزشکی هسته ای/ مؤلف: رامش چاندرا/ مترجم: دکتر فتح ا... بوذرجمهری/ چاپ: مؤسسه ی چاپ و انتشارات دانشگاه فردوسی مشهد/ سال چاپ: 1380.

 

9. نام کتاب: پرتودرمانی/ مؤلف: اِریک جی ـ هال/ مترجم: دکتر محمد جواد ثعلویان/ سال چاپ: 1369/ نام ناشر: نهاد فرهنگی سعدی.

 

10. نام کتاب: علوم رادیولوژی ـ فیزیک بیولوژی/ مؤلف: استیوارت سی ـ بوشانگ/ مترجم: اکبر زمانی/ سال چاپ: 1370/ نام ناشر: معاونت پژوهشی وزارت ارشاد ـ درمان و آموزش پزشکی/ صفحه ی 101 الی 98.

 

11. نام کتاب: پیدایش و کاربردهای علوم و فن آوری های هسته ای/ مؤلف: احمد قریب/ ناشر: سازمان انرژی اتمی ایران/ سال انتشار: 1384/ صفحه ی 362.

 

مقالات:

 

1. مقاله ی انرژی هسته ای در خدمت بشر، صفحه ی 80 الی 70.

 

2. مقاله ی همجوشی هسته ای/ مؤلف: محبوبه شجاع/ صفحه 19.

 

3. مقاله ی انرژی ها/ مؤلفان: حسن احمدی و مریم بهرامی/ صفحه ی 19 الی 17.

 

4. مقاله های علمی/ مؤلفان: مهندس حسن رحیمی ـ مهندس علی رضا نقوی مقدم/ نشریه: مرکز آموزش عالیه ی فنی مشهد ـ شماره ی 36/ صفحه ی 6 الی 4. 

  گزارش تخلف  |  افزودن به فایل های من | ehsan25rayan | تاریخ ارسال : 10 /02 /1393

شما هم می توانید در مورد این فایل نظر دهید.