دانشجوهای های دانشگاه امام صادق(واحد بابل) , universityemamsadegh

دانشجوهای های دانشگاه امام صادق(واحد بابل)

دانشجوهای های دانشگاه امام صادق(واحد بابل) , universityemamsadegh

دانشجوهای های دانشگاه امام صادق(واحد بابل)

146نــــفــــــر
عضو شده اند
146نفر عضو شده اند
این كلوب برای همگان است اما به پیشنهاد یكی از دانشجویان همین دانشگاه ساخته شده است.این كلوب برای همگان است اما به پیشنهاد یكی از دانشجویان همین دانشگاه ساخته شده است.مشاهده کامل مشخصات
1 اردیبهشت 1385
آموزش و تحصیل
شایان ذكر است كه خدمت بازدید كنندگان و اعضای محترم عرض كنم اگر خدای نكرده دوستان كم لطفی كنند و در این كلوب از الفاظ ركیك و یا آغاز مباحث غیر اخلاقی استفاده كنن ، متاسفاه مجبور می شم اونها از عضویت كلوب خارج كنم.سپاسگزارم...

اعضاء

  • مرتضی ساعی , kamal1373
  • رضا  ب , a6ena
  • امیرحسین  , amirboyka
  • علی رجیستری , ali_noor
  • پژمان تایتان , pezhmansh
  • پیمان عزیزی , peykan70
  • پسر بد , gharibe_90
  • مازیار   , sarve_shiraz
  • ندا مدیر , p30neda
  • مقداد جویباری , meghdadk74
  • پرتو مولایی , parto_molayi
  • شیفته حسن نژاد , shifte_hasannezhad
  • کتایون لطفی , katayoon_lotfi
  • روشنک فریدونی , roshanbanoo
  • الینا دردمند , elina_dardmand
  • 146 نفر

    morebox img

کلوبهای مشابه

  • عکاسی غیر حرفه ای , akasi_gheyre_herfeyi
  • دانشجویان دانشگاه آزاد واحد تفت , taftuniversity
  • شهرمجازی , shahre_majazi
  • دانشجویان عمران دانشگاه اراک , civileng_of_arakuclub
  • فارغ والتحصیلان و دانش اموزان دبیرستان کمال , kamalclub
  • زبان وادبیات انگلیسی دانشگاه سراسری یزد , english_litera_yazd_university



تبلیغات

دانشجوهای های دانشگاه امام صادق(واحد بابل) , universityemamsadegh
نیرو گاههای هسته ا ی
نیروگاه های تولیدكننده برق
1- نیروگاه حرارتی: از اواخر قرن نوزدهم بشر برای تولید الكتریسیته از نیروگاه های حرارتی استفاده می كند. در این نیروگاه ها ابتدا زغال سنگ مصرف می شد و بعدها فرآورده های سنگین نفتی مورد استفاده قرار گرفت. اساس كار این نیروگاه ها بر گرم كردن آب تا حالت بخار است و سپس بخارهای تولید شده توربین های تولیدكننده الكتریسیته را به حركت در می آورند. عیب این نوع نیروگاه ها تولید گاز كربنیك فراوان و اكسیدهای ازت و گوگرد و غیره است كه در جو زمین رها شده و محیط زیست را آلوده می كنند. دانشمندان بر این باورند كه در اثر افزایش این گازها در جو زمین اثر گلخانه ای به وجود آمده و دمای كره زمین در حال افزایش است. در كنفرانس های متعددی كه درباره همین افزایش گازها و به ویژه گرم شدن كره زمین در نقاط مختلف جهان برگزار شد (لندن، ریو دوژانیرو و همین سال گذشته در كیوتو) غالب كشورهای جهان جز ایالات متحده آمریكا موافق با كم كردن تولید این گازها بر روی كره زمین بودند و تاكنون تنها به علت مخالفت آمریكا موافقتی جهانی حاصل نشده است

2- نیروگاه های آبی: در مناطقی از جهان كه رودخانه های پر آب دارند به كمك سد آب ها را در پس ارتفاعی محدود كرده و از ریزش آب بر روی پره های توربین انرژی الكتریكی تولید می كنند. كشورهای شمال اروپا قسمت اعظم الكتریسیته خود را از آبشارها و یا سدهایی كه ایجاد كرده اند به دست می آورند. در كشور فرانسه حدود 30 تا 40 درصد الكتریسیته را از همین سدهای آبی به دست می آورند. متاسفانه در كشور ما چون كوه ها لخت (بدون درخت) هستند غالب سدهای ساخته شده بر روی رودخانه ها در اثر ریزش كوه ها پر شده و بعد از مدتی غیر قابل استفاده می شوند

3- نیروگاه های اتمی: در دهه اول و دوم قرن بیستم نظریه های نسبیت اینشتین امكان تبدیل جرم به انرژی را به بشر آموخت (فرمول مشهور اینشتین mc2=E). متاسفانه اولین كاربرد این نظریه منجر به تولید بمب های اتمی در سال 1945 توسط آمریكا شد كه شهرهای هیروشیما و ناكازاكی در ژاپن را به تلی از خاك تبدیل كردند و چند صد هزار نفر افراد عادی را كشتند و تا سال های متمادی افراد باقی مانده كه آلوده به مواد رادیواكتیو شده بودند به تدریج درپی سرطان های مختلف با درد و رنج فراوان از دنیا رفتند. بعد از این مرحله غیر انسانی از كاربرد فرمول اینشتین، دانشمندان راه مهار كردن بمب های اتمی را یافته و از آن پس نیروگاه های اتمی متكی بر پدیده شكست اتم های اورانیم- تبدیل بخشی از جرم آنها به انرژی- برای تولید الكتریسیته ساخته شد

اتم های سنگین نظیر ایزوتوپ اورانیم 235 و یا ایزوتوپ پلوتونیم 239 در اثر ورود یك نوترون شكسته می شود و در اثر این شكست، 200 میلیون الكترون ولت انرژی آزاد شده و دو تكه حاصل از شكست كه اتم های سبك تر از اورانیم هستند تولید می شود. اتم های به وجود آمده درپی این شكست غالباً رادیواكتیو بوده و با نشر پرتوهای پر انرژی و خطرناك و با نیمه عمر نسبتاً طولانی در طی زمان تجزیه می شوند. این پدیده را شكست اتم ها (Fision) گویند كه بر روی اتم های بسیار سنگین اتفاق می افتد. در این فرایند همراه با شكست اتم، تعدادی نوترون به وجود می آید كه می تواند اتم های دیگر را بشكند، لذا باید نوترون های اضافی را از درون راكتور خارج كرد و این كار به كمك میله های كنترل كننده در داخل راكتور انجام می گیرد و این عمل را مهار كردن راكتور گویند كه مانع از انفجار زنجیره ای اتم های اورانیم می گردد

از آغاز نیمه دوم قرن بیستم ساخت نیروگاه های اتمی یا برای تولید الكتریسیته و یا برای تولید رادیو عنصر پلوتونیم كه در بمب اتم و هیدروژنی كاربرد دارد، شروع شد و ساخت این نیروگاه ها تا قبل از حوادث مهمی نظیر تری میل آیلند در آمریكا در سال 1979 میلادی و چرنوبیل در اتحاد جماهیر شوروی سابق در سال 1986 همچنان ادامه داشت وتعداد نیروگاه های اتمی تا سال 1990 میلادی از رقم 437 تجاوز می كرد. بعد از این دو حادثه مهم تا مدتی ساخت نیروگاه ها متوقف شد. در سال 1990 مقدار انرژی تولید شده در نیروگاه های صنعتی جهان از مرز 300 هزار مگاوات تجاوز می كرد.

ولی متاسفانه در سال های اخیر گویا حوادث فوق فراموش شده و گفت وگو درباره تاسیس نیروگاه های اتمی جدید بین دولت ها و صنعتگران از یكسو و دانشمندان و مدافعان محیط زیست آغاز شده است. بدیهی است اغلب دانشمندان و مدافعان محیط زیست مخالف با این روش تولید انرژی هستند و محاسبات آنها نشان می دهد كه اگر قرار باشد تمام جهانیان از نیروگاه اتمی استفاده كنند، از یكسو احتمالاً تولید پلوتونیم از كنترل آژانس جهانی كنترل انرژی هسته ای خارج خواهد شد و امكان دارد هر دیكتاتور غیرمعقول و ناآشنا با مفاهیم علمی تعادل محیط زیست، دارای این سلاح خطرناك شود. از سوی دیگر افزایش مواد زاید این نیروگاه ها كه غالباً رادیوایزوتوپ های سزیم 137 و استرانسیم 90 و پلوتونیم 239 است، سیاره زمین را مبدل به جهنمی غیر قابل سكونت خواهد كرد

با وجود این، اخیراً ایالات متحده آمریكا مسائل فوق را فراموش كرده و برنامه ساخت نیروگاه های اتمی را مورد مطالعه قرار داده است. در كشورهای اروپایی نیز صنایع مربوطه و به ویژه شركت های تولیدكننده برق دولت های متبوع خود را برای تاسیس نیروگاه های اتمی تحت فشار قرار داده اند. ولی خوشبختانه در این كشورها با مقاومت شدید مدافعان محیط زیست روبه رو شده اند. اما در كشورهای آسیایی، در حال حاضر 22 نیروگاه اتمی در دست ساخت است (تایوان 2- چین 4- هندوستان 8- كره جنوبی 2- ژاپن 3- كره شمالی 1- ایران 2) و در كشورهای كمونیستی سابق ده نیروگاه در حال ساخت است (اوكـراین 4- روسیه 3- اسلواكی 2- رومانی 1)

مواد زاید نیروگاه های موجود و در حال بهره برداری از 300 هزار تن در سال تجاوز می كند و تا سال 2020 كه 33 نیروگاه در حال ساخت كنونی است به بهره برداری خواهند رسید، مواد زاید رادیواكتیو و خطرناك از مرز 500 هزار تن در سال تجاوز خواهد كرد. (مجله كوریه اینترناسیونال 17-11 دسامبر 2003 صفحه 12) اگر اروپایی ها و آمریكا و كانادا نیز ساخت نیروگاه های اتمی را شروع كنند، مواد زاید و رادیواكتیو جهان از حد میلیون تن در سال تجاوز خواهد كرد. باید توجه داشت كه برای از بین رفتن 99 درصد رادیو اكتیویته این مواد باید حداقل 300 سال صبر كرد.

4- نیروگاه متكی بر پدیده پیوست اتم ها: از اواسط قرن بیستم دانشمندان با جدیت فراوان مشغول پژوهش و آزمایش بر روی پدیده پیوست اتم های سبك هستند. در آغاز نیمه دوم قرن بیستم كشورهای غربی (آمریكا، فرانسه و انگلستان و...) و اتحاد جماهیر شوروی، از این پدیده برای مصارف نظامی و تولید بمب هیدروژنی استفاده كرده و به علت ارزان بودن فرآورده های نفتی، كشورهای پیشرفته كمك مالی چندانی به دانشمندان برای یافتن وسیله كنترل بمب هیدروژنی نكردند و اكنون كه قسمت اعظم ذخایر نفت و گاز مصرف شده، به فكر ساخت نیروگاهی براساس پدیده پیوست اتم ها افتاده اند كه در آغاز به آن اشاره شد و در زیر اصول آن تشریح می شود.

الف) بمب هیدروژنی: بمب هیدروژنی در واقع یك بمب اتمی است كه در مركز آن ایزوتوپ های سنگین هیدروژن (دوتریم D و تریسیم T و یا فلز بسیار سبك لیتیم Li) را قرار داده اند. بمب اتمی به عنوان چاشنی شروع كننده واكنش است. با انفجار بمب اتمی دمایی معادل ده ها میلیون درجه (K10000000) در مركز توده سوخت ایجاد می شود، همین دمای بالا سبب تحریك اتم های سبك شده و آنها را با هم گداخت می دهد. در اثر گداخت و یا در واقع پیوست اتم های سبك با یكدیگر انرژی بسیار زیادی تولید می شود. این است كه در موقع انفجار بمب هیدروژنی دو قارچ مشاهده می شود، قارچ اول مربوط به شكست اتم های اورانیم یا پلوتونیم است و قارچ دوم مربوط به پدیده پیوست اتم های سبك با یكدیگر است كه به مراتب از قارچ اول بزرگ تر و مخرب تر است. واكنشی كه در خورشید اتفاق می افتد نتیجه پیوست اتم های هیدروژن با یكدیگر است، دمای درونی خورشیدها میلیون درجه است. )دمای سطح خورشید 6000 درجه است)

در مركز خورشید از پیوست اتم های هیدروژن معمولی ایزوتوپ های دوتریم و تریسیم تولید می شود و سپس این ایزوتوپ به هم پیوسته شده و هسته اتم هلیم را به وجود می آ ورند. این واكنش ها انرژی زا هستند و در اثر واكنش اخیر 6/17میلیون الكترون ولت انرژی تولید می شود. و این واكنش ها همراه انفجار وحشتناك و مهیبی است كه همواره در درون خورشید به طور زنجیره ای ادامه دارد و دلیل اینكه خورشید از هم متلاشی نمی شود اثر نیروی گرانشی بر روی جرم بی نهایت زیاد درون خورشید است. وقتی كه ذخیره هیدروژن خورشید تمام شود، زمان مرگ خورشید فرا می رسد. )البته در 5 تا 6 میلیارد سال دیگر)

در مقایسه نسبی اوزان، در پدیده پیوست 4 برابر انرژی بیشتر از پدیده شكست اتم های اورانیوم تولید می شود

ب) نیروگاه متكی بر پدیده پیوست:در این پدیده همانطور كه گفته شد اتم های سبك با یكدیگر پیوست حاصل كرده و اتمی سنگین تر از خود به وجود می آورند، در واقع همان واكنشی است كه در خورشید اتفاق می افتد ولی باید شرایط ایجاد آن را بدون كاربرد بمب اتمی به وجود آورد و به ویژه باید آن را تحت كنترل درآورد. از دهه 1950 تاكنون دانشمندان سعی در به وجود آوردن دمایی در حدود میلیون درجه كرده تا واكنش پیوست را به نحو متوالی در این دما نگه دارند، دستگاهی كه برای این كار ساخته اند توكاماك Tokamak نام دارد. تاكنون در آزمایشگاه ها توانسته اند به مدت حداكثر 4 دقیقه این واكنش را ایجاد و كنترل كنند. در این دستگاه كه در شكل نمایش داده شده است، میدان مغناطیسی بسیار شدیدی ایجاد كرده و شدت جریان الكتریكی در حدود 15 میلیون آمپر از آن عبور می كند (برق منزل شما 30 تا حداكثر 90 آمپر است). در مركز این دستگاه اتم های سبك در اثر میدان مغناطیسی و الكتریكی، حالت پلاسما را خواهند داشت. (در روی زمین ما سه حالت از ماده را می شناسیم: جامد، مایع و بخار، ولی در داخل ستارگان یا خورشید ماده به صورت پلاسما است، یعنی در این حالت هسته اتم ها در دریایی از الكترون ها غرق اند.) در چنین حالتی اتم های سبك آنقدر تحریك و نزدیك به هم شده اند كه در هم نفوذ می كنند و اتم جدیدی كه هلیم است به وجود می آید. (ستارگان بسیار حجیم تر از خورشید دمای درونی بیش صدها میلیون و یا حتی میلیارد درجه است و در آنها اتم های سنگین تر نظیر كربن، ازت و اكسیژن با هم پیوست می كنند و عناصری مانند سلیسیم و گوگرد و... را به وجود می آورند .




نیروگاههای هسته ای

مقدمه
بی شك می توان گفت كه پاسخگویی به نیازهای بشری نیاز به وجود منابع انرژی در حد كافی می باشد.با توجه به محدود بودن سوختهای فسیلی ، توجه به منابع انرژی جدید ، امری اجتناب ناپذیر است . تعدادی از منابع جدید انرژی كه به نام منابع انرژی نو خوانده می شوند ، عبارتند از:انرژی باد ، اقیانوس ، جذر و مد، زمین گرمایی (ژئو ترمال ) ، خورشید و ...كسب این نوع انرژی ها هم از نظر تكنولوژی ، گران و هم كحدود می باشد و مخارج آنها بیش از آن است كه در آینده نزدیك ، درصد قابل ملاحظه ای از كل انرژی تولید شده را تشكیل دهند. به همین خاطر است كه توجه انسان به سوی انرژی های ناشی از شكافتهسته ای و همجوشی هسته ای جلب شد.

نیروگاههای هسته ای از جمله منابع انرژی الكتریكی در سیستم ها ی قدت هستند كه بر اساس واكنش شكافت هسته ای عمل می كنند. بیش از 15 % كل انرژی الكتریكی تولیدی در جهان به وسیله این نوع نیروگاهها تولید می گردد.واكنش شكافت هسته ای بر این اساس است كه با بمباران نوترونی هسته اورانیوم 235 و جذب نوترون توسط آن ، تعادل نیروهای داخلی بین نوترونها و پروتونها در هسته ی اورانیوم بر هم میخورد و در نتیجه ، این هسته به دو هسته سبكتر شكافته می شود.این تقسیم هسته با انرژی آزاد شده بسیاری همراه است كه درصد بسیار زیادی از این انرژی (كه قابل بهره برداری هم میباشد) به صورت انرژی جنبشی توسط نوترون ساطع می گردد و درصد كمی از آن نیز به صورت انرژی تشعشعی انتقال می یابد.در عمل ، می توان با عبور سیالی مثل آب از درون محفظه ای كه در ان شكافت هسته ای صورت می گیرد ، انرژی جنبشی مذكور را جذب نمود.این عمل در قلب نیروگاههای هسته ای به نام راكتور انجام میگیرد.

با این كه بشر با كشف امكان استفاده از واكنش شكافت هسته ای برای تولید انرژی در سطح بسیار گسترده ، به یك منبع جدید انرژی متمركز دست یافته است ، ولی این منبع نیز به خاطر محدود بودن منابع اورانیوم نمی تواند نگرانی بشر را برای سال پر بحران آینده برطرف نماید.از جمله مشكلات این نوع تولید انرژی درنیروگاههای هسته ای ، آلودگی محیط از نظر مواد رادیو اكتو و آلودگی حرارتی می باشد.همچنین زباله ها ی اتمی (مواد زائد حاصل از واكنش شكافت هسته ای )كه دیگر قابل استفاده نیستند نیز برای بشر مسأله ساز شده است و اما یك نكته ی مثبت در مورد تولید انرژی به روش واكنش شكافت هسته ای ، انتقال ارزان سوخت است ؛ زیرا جرم كمی از سوخت هسته ای قادر به تولید انرژی بالائی است.
نوع دیگر واكنش هسته ای ، همجوشی هسته ای می باشد كه از همجوشی هسته اتم های سبك به دست می آید. این روش تولید انرژی (كه در طبیعت هم صورت می گیرد )به صورت تبدیل اتم های هیدروژن در هم رفته به اتم های هلیوم می باشد.این تبدیل همراه با آزاد سازی بسیار زیاد انرژی است.از این روش تولید انرژی در ساخت بمبهای هیدروژنی استفاده می كنند. در این روش در اطراف مخزنی از اتم دوتریوم (كه ایزوتوپی از هیدروژن است ) یك بمب منفجر می شود و در نتیجه ، هسته اتم های دوتریوم با هم تركیب می گردند . انرژی فوق العاده زیادی تولید می شود.با توجه به این كه اتم دوتریوم را میتوان به راحتی از آب دریا به دست آورد ، بالطبع ، منبع این نوع انرژی به مقدار زیادی در دسترس است .نظر به این كه همجوشی هسته ای دوتیوم از نظر فراوانی منبع تولید انرژی مناسب تر است ، ولی در شرایط كنونی همجوشی هسته ی دوتریوم و تریتیوم محتمل تر می باشد.


ساختمان اتم

مقدمه

همانگونه كه می دانیم تمام مواد ز ذراتی به نام اتم تشكیل شده اند.مركز این اتم ها را هسته (1) مینامند.هسته های اتم ، شامل ذرات نسبتاً سنگین پروتون (با بار مثبت ) و نوترون ( با بار خنثی ) می باشند.به عبارت دیگر ،مجموع پروتونها و نوترونهای هر اتم ، هسته را تنشكیل می دهند. این هسسته توسط ذراتی به نام الكترون (با بار منفی ) احاطه شده اند كه به دور هسته بر روی مدار های مشجصی می چرخند . با توجه به این كه تعداد الكترونها و پروتونهای هر اتم با هم برابر هستند ، در نتیجه اتم ها از نظر الكتریكی دارای بار خنثی می باشند.با در نظر گرفتن این شعاع هسته 10 به نمای 16- متر می باشد و از شعاع اتم (كه 10به نمای 11- ) میبا شد ، كمتر است ؛ و با توجه به وزن بسیار زیاد پروتونها ، می توان نتیجه گرفت كه بیشترین وزن هر اتمی در هسته آن متمركز است . بنا بر این ، بیشتر جرم هر اتمی در بخش كوچكی از اتم متمركز شده است . ساختمان كلی اتمهای مختلفی را می توا ن در شكل 1-1 مشاهده نمود.
عموماً هر اتم را میتوان به صورت نمادین Y نشان داد:Y معرف عنصر شیمیایی ، عدد اتمی و ، معرف تعداد كل پروتون و نوترونهای آن عنصر می باشد.با توجه به اینكه جرم ذرات وابسته به اتمها خیلی كوچك
است ، لذا برای بیان جرم آنها از واحد های اتمی یا amu (2) استفاده می شود كه :
1amu =1.6605x10*می باشد.در جدول ( 1- 1) وزن اجراء تشكیل دهنده هر اتم بر حسب kg و amu ارائه شده است.



















2-Atomic Mass Unit 1-Nucleus























1- 1 ساختمان اتمهای مختلف

با مراجعه به جدول مزكور مشخص می شود كه جرم یك پروتون یا نوترون تقریباً برابر است با 1amu .بنابر این جرم هسته ی مركزی تقریباً برابر جرم اتمی آن می باشد.تعداد نوترونهای هر هسته را می توان از تفریق جرم اتمی و عدد اتمی آن به دست آورد كه ،

هنگامی كه اتمهایی دارای تعداد پرئتئنهای مساوی باشند ، ولی تعداد نوترونهای آنها با هم متفاوت باشند ،
همه ی انها از نظر شیمیایی دارای خواص مشتركی هستند ؛ زیرا همه آنها دارای یك پوسته الكترونی برابر هستند.چنین عناصری را ایزوتوپ (1) می گویند.به عبارت دیگر ، ایزوتوپ ها دارای عدد اتمی برابر ولی جرم اتمی متفاوت هستند .به عنوان مثال می توان به سه نوع اتم هیدروژن اشاره نمود :هیدروژن H ، دوتریوم H
، تریتیوم H ، كه هیدروژن ، فاقد نوترون ، دوتریوم دارا ی یك نوترون ، و تریتیوم دارای دو نوترون است . هیدروژن ، تشكیل آب سبك یا معمولی (H2O) را می دهد ؛ ولی دوتریوم ، آب سنگین(D2O) ، وتریتیوم ، آب خیلی سنگین (T2O) را تشكیل می دهد.


Isotope-1



عنصر
علامت
بار الكتریكی
جرم (kg)
جرم (amu )

الكترون -
e
1- 31-
9/109*10 -4
10*684/5

پوزیترون +
p

1+ 31-
9/109*10
-4
10*684/5

پروتون +
e
1+ 27-
10 * 673 / 1 007277/1

نوترون

n

0
27-
1/674*10
008665/1

اتم هیدروژن
H
1+ 27-
10 *673/ 1
007825/1

ذره آلفا



2+
27-
6/644*10

002603/4




جدول (1-1) : مشخصات اجزا ء اساسی یك اتم




1-2-2- كاهش جرم و انرژی اجباری
جرم هسته مركزی هر اتمی كمتر از حاصل جمع جرمهای پروتون و نوترونهایی است كه هسته ی مركزی را تشكیل می دهند.به این اختلاف در جرم ، كاهش جرم (1) می گویند.ظاهراً انرژی معادل این كاهش جرم ،
هسته ی مركزی را به هم می چسباند.
این كاهش جرم را می توان با جمع كردن وزن تك تك ذرات اتم و تفاوت آن با جرم كل یك اتم به دست آوردو
یعنی ،


كه،

= كاهش جرم بر حسب kg ،

= جرم نوترون بر حسب kg ،

= جرم پروتون برحسب kg ،

= جرم الكترون بر حسب kg ،

= جرم یك اتم با عدد جرمی Am و عدد اتمی Ze بر حسب kg .
میزان انرژی این كاهش جرم ، به وسیله ی معادله ی انیشتن به صورت زیر بیان می شود.



1-2-3- انرژی آزاد شده در واكنشهای هسته ای
در بیشتر واكنشهای هسته ای ، در ذره ، (یا دو هسته) با برخورد به یكدیگر به دو ذره ی متفاوت تبدیل می شوند ، كه چنین واكنشی را می توان به صورت زیر نشان داد:


b+y a+x
















1-Mass Defec






















شكل (1-2) انرژی ساختاری اتمهای مختلف بر حسب عدد جرمی

در واكنشهای هسته ای همیشه یك اختلاف در جرم ذرات سمت چپ رابطه ی بالا با ذرات سمت راست وجود دارد.رابطه ی ذخیره انرژی كل و تعادل بین جرم و انرژی در واكنشها ی هسته ای باید بر قرار گردد.در یك واكنش هسته ای گرمازا ، مقداری از جرم به انرژی تبدیل می گرددو این در حالی است كه در واكنش های گرماگیر ،(1) عكس این رابطه بر قرار می باشد. مقدار انرژی Qnr كه در برقراری تعادل انرژی بین سمت چپ و راست فوق دخیل می باشد ، برابراست با:









1-Heat Sink

1-3- شكافت هسته ای

اساسی ترین مرحله فیزیكی تولید انرژی در راكتورهای هسته ای ، شكافت هسته سنگین اتم به وسیله نوترونها می باشد.به عبارت دیگر شكافت ، هنگامی صورت می گیرد كه یك هسته ی سنگین ، نوترونی را جذب كند و همراه با خارج كردن چند نوترون پر انرژی (سریع ) به دو قسمت شكافته شود.
در سال 1939 شیمیدان آلمانی به نامهای هان (1) و استرسمان (2) كشف كردند كه اگر هستهه ی اورانیوم 235 به وسیله نوترئنهای سبك (حرارتی) بمباران شود ، به دو نیمه با وزنهای متوسط تقسیم می شود.به عبارت دیگر در بین ایزوتوپهای طبیعی ، تنها این نوع اورانیوم است كه در اثر جذب نوترونهای حرارتی شكافته می شود.البته ایزوتوپ خواهر آن با فراوانی بیشتر (اورانیوم 238) برای اینكه توسط برای اینكه توسط نوترونهای سریع شكافته شود ، به نوترونهای با انرژی جنبشی Mev1 یا بیشتر محتاج است.همانگونه كه در شكل(1-3) نشان داده شده است ، با بمباران یك هسته ی اورانیوم 235 با یك نوترون ،هسته ی آن به دو دسته
نیمه سنگین مثلاً باریوم (Ba) و كریپتون (Kr) (یا گزنون (3) و ساماریوم (4) تقسیم میشود.




















شكل (1-3) : نحوه عمل شكافت هسته ای اورانیم 235



1-Hahn 2-Strassmann 3-Xenon 4-Samarium
از شكافت یك كیلوگرم ائرانیوم در حدود 10 *20 به نمای سه Mwh انرژی بدست می آید كه اگر بخواهیم همین انرژی را با مواد سوختی از طریق واكنش شیمیایی ایجاد كنیم ، تقریباً به 1700 تن گازوئیل و یا 2500 تن زغال سنگ نیاز است.عموماً این تقسیم هسته با آزاد سازی دو تا سه نوترون اضافی و مقداری از انرژی ذخیره شده در هسته همراه می باشد.
لازم به ذكر است كه مهمترین سوخت هسته ای كه در طبیعت در دسترس است ، اورانیوم می باشدكه تقریباً 3/99%از آن را ایزوتوپ های اورانیوم 238 و 7/0% بقیه را ایزوتوپ اورانیوم 235 تشكیل می دهد.در نیروگاههای اتمی برای تولید انرژی ، شكافت هستهای به صورت شكافت زنجیره ای است.با توجه به اینكه در هر شكافت هسته ی اورانیوم بطور متوسط 2تا 3 نوترون آزاد می شود، پس این نوترونها قادر هستند تا مجدداً هسته یاورانیوم جدیدی را شكافت دهند.به این روند،شكافت زنجیره ای میگویند.البته این روند هتگامی مهیا می شود كه حداقل یكی از نوترونهای آزاد شده در اثر شكافت ، باعث شكافت دیگری شود.اگر مقدار اورانیوم قابل شكافت كم باشد، مقدار زیادی از نوترونها قبل از عمل شكافت دیگر از دست می روند و از محیط اصلی عمل ، خارج می شوند.بدین منظور برای شكافت زنجیره ای پی در پی ، خداقل یه 50 كیلوگرم اورانیوم 235 نیاز می باشد.شكل (1-4) نحوه ی شكافت زنجیره ای را نشان میدهد.






















شكل (1-4): نحوه شكافت هسته ای زنجیره ای



برخورد نوترونها آزاد با هسته اورانیوم ، علاوه بر اینكه امكان شكافت هسته ای را به وجود
می آورد، می تواند داخل هسته شود و جذب آن گردد.دراین حالت یك ایزوتوپ جدیدد ایجاد می شود كه این كار در راكتورها (به منظور ایجاد عناصر مصنوعی) صورت می گیرد. نوع دیگر برخورد نوترون با هسته می تواند به صورت ارتجاعی باشد؛به این معنا كه نوترون نه جذب هسته می شود و نه باعث شكافت آن می گردد؛بلكه با برخورد نوترون به هسته ،مقداری از انرژی نوترون به هسته منتقل می شود و نوترون با سرعت كمتری بر میگردد.در این حالت ، دو نوع نوترون سریع و بطئی ایجاد می شود.مقدار انرژی جنبشی نوترونهای بطئی ، معادل با انرژی جنبشی مولكولهای هوا در درجه حرارت معمولی است و به این جهت به این نوع ، نوترون حرارتی می گویند.
همانگونه كه قبلاً هم بیان نمودیم ،هسنه ی بعضی عناصر از قبیل اورانیوم 235 و پلوتونیوم 239 (Pu )، فقط فقط توسط نوترونهای بطئی و آهسته (حرارتی ) قابل شكافت هستند؛ ولی هسته ی بعضی دیگر از عناصر از جمله اورانیوم 238 تقریباً به برخورد 10 نوترون سریع نیاز می باشد.
لذا این گونه برخوردها و شكافت نمی تواند به صورت زنجیره ای ایجاد شو.از آنجا كه تقریباً 3/99% از اورانیوم طبیعی را ایزوتوپ اورانیوم 238 تشكیل می دهد ، و با توجه به این كه این ایزوتوپ با نوترون حرارتی شكافته نمی شوند ، لذا تبدیل ان عنصر به ماده شكافت پذیر بسیار مطلوب است.این عمل در نتیجه جذب نوترون با سرعت متوسط صورت می گیرد.با جذب نوترون توسط ایزوتوپ ائرانیوم 238 ، ایزوتوپ ناپایدار اورانیوم رادیواكتیو 239 ایجاد می شود كه در ابتدا تبدیل به نپتونیوم رادیو اكتیو ناپایدار (Np )و سپس تبدیل به پلوتونیوم (1) رادیو اكتیو(Pu )می گردد كه این عنصر ، مشابه اورانیوم 235 ، قابل شكافت می باشدكه بسیار گران قیمت است.

1-4- تشعشعات رادیو اكتیویته
در اثر برخورد نوترون با هسته اتم و سقوط الكترون از یك تراز انرژی بالاتر به یك تراز انرژی پایین تر در اتم ، تشعشه الكترو مغناطیسی ایجاد می شود.امروزه سه نوع تشعشع شناخته شده است:
1-اشعه آلفا:این اشعه در اثر تغییر شكل پیدا كردن هسته ایجاد می شود.ذراه آلفا همان هسته هلیوم است كه به علت دارا بودن یك جفت پروتون دارای دو واحد بار مثببت است.این پروتونها با دو نوترون بدون بار كه با سرعت زیاد به خارج پرتاب می شوند، تركیب می گردند.این ذره در اثر برخورد با مولكولهای هوا ، تولید یون می كند و در نتیجه سریعاً انرژی انرژی جنبشی این ذرات جذب می شودو به همین علت ، این ذرات نمی توانند مسافت زیادی را طی نمایند.به عبارت دیگر می توان گفت كه نفوذ ذره آلفا زیاد نیست و عملاً توسط یك ورقه كاغذ متوقف می شود.بنا بر این پرتوگیری خارجب تابش آلفا ، متضمن خطرات ناچیزی است.









1-plutonium


2-اشعه بتا: ذرات بتا ، الكترونهایی هستند كه از هسته های تحریك شده خارج می شوند و در اثر تجزیه نوترون ایجاد می گردند.این ذرات می توانند دارای بار مثبت یا منفی باشند.به منظور تأمین اصل بقای انرژی و اندازه حركت ، این تجزیه نوترون مستلزم وجود ذرهسومی بنام نوترینو (1) v خواهد بود.نوترینو همراه با الكترون مپبت گسیل می شود و پاد ذره آن ، پاد نوترینو v با الكترون منفی گسیل می گردد.این ذرات از هر جهت مشابه هم هستند.واكنش این ذرات بدون بار با ماده ، بسیار ضعیف استو جرم در حال سكون آنها صفر می باشدو با سرعت صفر حركت می كنند.در عمل ، تعداد واكنشهای این ذرات به قدری نا چیز است كه امرژی آنها از دست می رود.
3-اشعه گاما:این ذره شبیه اشعه رونتگن(اشعه x) است وفقط طول موج آنها خیلی كمتر است و اثر نفوذ پذیری زیادی دارد.این اشعه در موقع تشعشع آلفا و بتا ، یك پدیده ثانوی و جنبی است ولی خودش باعث تغییر حالت دتدن هسته نمی شود.اشعه گاما كه در حقیقت یك اشعه ی الكترومغناطیسی است ، می تواند از یك صفحه دو سانتی متری سربی نیز عبور كند.این در حالی است كه اشعه های آلفا و بتا از یك صفحه الومینیومی ، به ضخامت 1/0 تا 2/0 میلیمتر هم نمی تواند عبور كند.
لازم ذكر است كه تشعشعات هسته اتم با نام رادیو اكتیو شناخته می شود و در مواقع شكافت هسته اورانیوم ، مقدار زیادی ایزوتوپ های رادیو اكتیو ایجاد می شود كه اثرات مخرب بیولوژیكی بسیار زیادی دارند.
6-5-راكتورهای هسته ای
همانگونه كه قبلاً بیان كردیم ، دررا كتورهای هسته ای ، عمل شكافت هسته ای صورت می گیرد.این راكتورها دارای موارد استفاده ی متنوعی هستندكه اصلی ترین كاربرد آنها در تولید نیروی برق می باشد.هدف از این نوع راكتورها داشتن انرژی قابل ملاحظه ای در دمای بالا برای دست رسی به كار آیی حرارتی زیاد است.نوع دیگر راكتورها ، مورد استفاده در مطالعات پژوهشی است كه در آنها ، مقدار زیادی نوترون تولید میشود كه یا صرف پرتو دهی به مواد مختلف در قلب راكتور می شود و یا از طریق مجرای پرتو دهی به خارج از راكتور جریان می یابد.دما در افلب این نوع در مقایسه با راكتورهای قدرت ، نسبتاً كم است.نوع دیگر راكتورها ، راكتورهای طبی هستندو به گونه ای طراحی می شوند كه با استفاده از تابشی كه از طریق مجراهای پرتودهی ایزوتوپهای پایدار (به منظور تولید رادیو ایزوتوپهای مفید )به كار برده شوند.
از راكتورها می توان در فعالیت های فضایی هم استفاده نمود.واحدهای كوچك از این نوع راكتورها قدرت كمكی را در سفینه های فضایی ایجاد می كنند و واحدهای بزرگتربرای پیش رانش سفینه مورد استفاده قرار می گیرند. اما نوع دیگر تقسیم بندی راكتورها بر اساس میزان انرژی نوترونها كه به دو نوع راكتورهای حرارتی و سریع تقسیم می شوند.در راكتورهای حرارتی ، شكافت توسط نوترونهایی انجام می شود كه در تعادل حرارتی با مواد قلب راكتور هستند.
نوترونهای تولید شده در اثر شكافت اورانیوم 235 ، انرژی زیادی دارند و دیگر احتمال بر هم كنش آنها با یك اتم اورانیوم 235 ، بسیار كم است.در این نوع راكتورها باید سرعت نوترونها را بسیار كم نمود كه این كار توسط وسایلی به نام مدراتور انجام می شود.یك مدراتور با تعداد كم برخورد سریع ، انرژی(سرعت) نوترونها را تقلیل می دهد.



Notrino 1-

در ادامه بحث ، ساختمان مدراتور بیشتر توضیح داده می شود.
در راكتورهای سریع (بر خلاف راكتورهای حرارتی )هیچ كوششی برای كند كردن سرعت نوترونها صورت نمی گیرد و در نتیجه ، دارای مدراتور نمی باشند.انرژی متوسط نوترون در این نوع راكتورها در حدود 5/0 تا 5/1 Mev است.

1-6-ساختمان راكتورهای هسته ای
1-6-1- مقدمه
اجزای تشكیل دهنده راكتورهای هسته ای عبارتند از:سوخت ، تعدیا كننده یا مدراتور ،خنك كننده ، میله های كنترل ، بازتابنده یا رفلكتور ، جدار محافظ و ساختمان آن،كه در ادامه بحث ، توضیح مختصری در مورد هر یك خواهیم داد.
1-6-2 سوخت
در واكنشهای احتراق شیمیایی ، اتمهای سوخت و اكسیژن تركیب می شوند و مولكولهای محصول احتراق را به وجود می آورند.طی این احتراق ، مقدار بسیار نا چیزی از جرم به انرژی مبدل
می شود ولی در شكافتهای هسته ای ، نسبت بیشتری از جرم به انرژی تبدیل می گردد وهسته در حال شكافت ، به دو عنصر متفاوت تقسیم می شوند.
در حال حاضر ، چهار ماده پرتو زا وجود ارند كه برای شكافت هسته ایمناسب هستند.این مواد U233 ،U235 ،Pu239 ،Pu241 هستند.ایزوتوپهای U238 و Th238(توریوم 232)توسط نوترونهای سریع شكافت پذیر هستندولی مواد U235 ، Pu239 ، Pu241 با نوترونهای حرارتی شكافته می شوند.
سوخت اصلی راكتورهای هسته ای قدرت ، اورانیوم می باشد كه در انواع مختلف راكتورها ،تركیبات متفاوت آن مورد استفاده قرار می گیرد.در این نوع راكتورها از اورانیوم سیر شده (غنی شده) به عنوان ماده شروع كننده شكافت هسته ای استفاده می شود.این اورانیوم غنی شده ، اورانیومی است كه ایزوتوپ 238 آن به طور مصنوعی كم شده است.البته در بعضی راكتورها می توان از اورانیوم طبیعی هم استفاده نمود.
در راكتورهای غیر همگن یا هتروژن (1)(كه در مدراتور(2) یا سوخت آنها از هم جدا هستند)اغلب از فلز اورانیوم یا دی اكسید اورانیوم (UO2) استفاره می شود؛ ولی در راكتورهای همژن (كه سوخت و مدراتور ، تشكیل یك واحد را می دهند)همیشه و استثناء از اورانیوم سیر شده به صورت محلول (UO2SO4) استفاده می گردد.این سوخت ها صورت میله ، تسمه ، ورقه ، گلوله و شبكه هایی (پنجره هایی) از اورانیوم در راكتورها به كار برده می شوند.










1-Hetrogen


2- مدراتور به نحوی انرژی جنبشی و سرعت زیاد نوترون را می گیرد.كه علاوه بر این كار مدراتور نباید جذب نوترون شود.



1-6-3-میله های كنترل

در اثر شكافت اورانیوم 235 ، به طور متوسط 2تا3 نوترون ایجلد می شود.حال اگر هر یك از این نوترونها یك واكنش زنجیره ای را دنبال كنند، پس لز مدت بسیار كوتاهی انفجار مهیبی به صورت انفجار اتمی در راكتور ایجاد می شود.بدین منظور در تمام راكتورها باید وسیله ای جهت كنترل جمعیت نوترونها موجود باشد. این كار كار توسط میله های كنترل انجام می شود كه میزان واكنش هسته ای را با جذب مقدار مناسب نوترونها تنظیم میكند.میله های كنترل كننده را می توان برای افزودن یا كاستن عرض مواد جذب كننده به قلب راكتور ، داخل یا از آن خارج نمود.
معمولاً جنس این میله ها از جنس كادمیوم یا تركیبات بور می باشد ؛ ولی در بعضی موارد برای استفاده از نوترونها ی آزاد شده در اثر شكافت میله های كنترل از ماده بارور(238(U ساخته
می شود(ماده بارور ،ماده ای است كه می تواند در اثر جذب نوترون و فروپاشی به نمونه های قابل شكافت ، به یك ماده شكافت پذیر تبدیل شود.)در بعضی راكتورها به منظور جبران تغییرات تراكم سوخت ر دراز مدت ، علاوه بر میله های كنترل از یك ماده سوختی سمی استفاده می شود.این ماده سمی ، نوترونها را جذب می كند و با جذب نوترونها مقدار آن به تدریج كاهش می یلبد.این سم به صورت اكسید گادولینیوم (Gd2o3) است.
از این میله ها برای خاموش كردن راكتور هم استفاده می شود و این عمل با وارد كردن میله های قابل كنترل تا انتهای هسته راكتور صورت می گیرد. همچنین در مواقع اضطراری و بروز خطر ، این میله ها به طور اتوماتیك و خیلی سریع تا انتهای هسته راكتور نفوز می كند و راكتور را از كار می اندازد.در راكتورها سه نوع میله كنترل مورد استفاده قرار می كیرد:
1- میله های كنترل عادی ، كه به منظور كنترل چگالی نوترون (در حالتی كه تغییرات زیاد است)به كار برده می شوند.
2- میله های كنترل تنظیم كننده ، كه برای تغییرات كم ونگهداری قدرت در سطح مورد نظر قابل كاربرد هستند.
3- میله های كنترل ایمنی ، كه قادرند تمام را كتور را در صورت از كار افتادن میله های كنترل عادی خاموش كنند.معمولاً میله های كنترل در بالا یا پائین قلب راكتور به حالت معلق قرار دارند.در موقع خاموش كردن راكتور ، این میله ها داخل قلب راكتور می شوند و نوترونها را جذب مینمایندو در نهایت باعث توقف واكنش زنجیره ای می شود.


1-6-4 مدراتور یا كند كننده
با توجه به این كه در راكتورها ی حرارتی (به منظور شكافت هسته ای اورانیوم 235) به ذرات نوترون با انرژی 10 به نمای 2- ev تا 1ev و سرعت در حدود 200m/s نیاز است ، لذا باید به نحوی از سرعت زیاد (حدود 1000km/s) نوترونهای پر قدرت (حدود چند Mev) كه در شكافت هسته های u235 پرتاب می شوند ، جلوگیری كردتا شكافت ، به صورت زنجیره ای ادامه یابد.این كار به وسیله كند كننده سرعت یا مدراتور انجام می شود.
مدراتور علاوه بر این كه انرژی جنبشی نوترون را میگیرد ، باید آنرا جذب نكند.معمولاً مواد تشكیل شده از اتم های با عدد جرمی كم ، بهترین كند كننده ها هستند.از این جهت هیدروژن را می توان به عنوان یك كند كننده ایده آل نام برد(تنها مشكل آن این است كه هیدروژن ، بعضی از نوترونها را جذب می كند.)نوترون سریع در اثر برخورد با آب ، انرژی جنبشی خود را تحویل ذرات آب می دهد و در ضمن گرم كردن آب ، تبدیل به نوترون بطئی می شود.گرم شدن آب باعث دور شدن ذرات آب از یكدیگر می گردد واز تكرارا پی در پی تصادم ها می كاهد؛ لذا از سرعت نوترون به اندازه ی كافی كاسته نمی شود. برای برطرف كردن این عیبعا ، باید مدراتور دائماً خنك گردد.امروزه بهترین وسیله ی خنك كننده ، آب معمولی (آب سبك H2O) می باشد كه علاوه بر كند كننده ، می توان از آن به عنوان سیال خنك كنندگی هم استفاده نمود.با وجود این ، به منظور اجتناب از جذب نوترون و ایجاد تشعشعات هسته ای ، آب باید كاملاً خالص باشد.با توجه به اینكه دمای نقطه ی جوش آب معمولی نسبتاً پائین است، لذا نباید آب با فشار بالا به كار رود.
آب سنگین (D2O) نیز یك كند كننده و خنك كننده بسیار خوبی است و احتمال جذب نوترون توسط آب سنگین ، كمتر از آب معمولی است، ولی برای كند كردن نوترونها به اندازه آب موثر نمی باشد.عیب اصلی آب سنگین ، قیمت زیاد آن است.
یكی دیگر از كند كننده های خوب ، كربن است؛ زیرا نوترونهای زیادی را جذب نمی كند ولی آنها را به راحتی پراكنده می سازد. كربن به صورت گرافیت به آسانی در دسترس است ولی یكی از نقاط ضعف آن اكسید شدن گرافیت در دماهای بالا می باشد.برلیوم(1) یكی از مهمترین خنك كننده های جامد است كه به صورت برلیوم فلزی یا اكسید برلیوم به كار برده می شود.از خواص این خنك كننده جامد ، كم كردن زیاد سرعت نوترون در برخورد با آن و بالا بودن نقطه ذوب آن (حدود 1158 درجه كلوین ) می باشد.همچنین با تعداد كمی برخورد سریع ، انرژی نوترونها را به مقدار زیادی كاهش میدهد.شكل (1-5) عملكرد همزمان سوخت ، مدراتوذ و میله های كنترل را نشان می دهد.در شكل (1-5الف) وظیفه مدراتور (كه در اینجا آب معمولی است)كاهش سرعت نوترونها می باشد تا باوانند شكافت هسته های اورانیوم را انجام دهند.در شكل (1-5-ب) با وارد كردن میله های كنترل در مدراتور ، نوترونها آزاد شده جذب می شوند و در نتیجه می توان شكافت هسته ای اورانیوم را به كنترل در آورد.

1-6-5- خنك كننده راكتور

خنك كننده راكتور حرارت آزاد شده در اثر شكافت را از راكتور خارج میكند.برای اینكه این عمل با كارآیی بهتری انجام گیرد، باید خنك كننده دارای گرمای ویژه زیاد ، رسانایی حرارتی بالا ، پایداری خوب و قابلیت ك جذب نوترون باشد. در راكتورهای با مدراتور مایع ، از همان ئدراتور برای خنك كردن راكتور هم استفاده می شود؛ ولی برای خنك كردن راكتورهای با مدراتور جامد، اغلب از گاز co2 یا هلیم(He) و یا از مایع ناتریوم (2) و ویسموت (3) استفاده شد.
همچنین فلزات مایع مانند سدیم ، سدیم – پتاسیم (Nak) و ویسموت خنك كننده های مطلوبی هستند؛ زیرا نقطه جوش آنها بالا است و می توان آنها را در فشار كم به كار برد.در ضمن، انتقال حرارت و مشخصات هسته ای آنها بسیار خوب است؛ ولی فلزات را باید قبل از شروع به كار راكتور، حرارت داد.


1-Berelium 2-Natrium 3-Wismut








































1-6-6- بازتابنده یا رفلكتور

حركت نوترونها در رفلكتور كاملاً تصادفی است و بنا به دلایل خاصی از محل عمل،كه هسته مركزی (همان قلب راكتور است و شامل مدراتور – سوخت و میله های كنترل می باشد)نامیده می شود، خارج شده ، به اطراف پراكنده می گردند.این پراكندگی نوترونها به عنوان تلفات در راكتور محسوب می شود . به منظور جلوگیری از این پراكندگی از وسیله ای بنام بازتابنده (از جنس گرافیت یا برلیوم )استفاده می شود كه دور تا دور هسته را می پوشاند تا نوترونهای منحرف شده را (بدون جذب آنها) به داخل هسته راكتور منعكس كند.نوترونهای منحرف شده پس از برخورد با هسته های كربن منعكس می شوند تا پس از چند انعكاس پی در پی به مركز هسته راكتور وارد گردند.

1-6-7- جدار محافظ

واكنشهای هسته ای تولید كننده نوترونهای سریع و بطئی و اشعه گاما می باشند.این ذرات بسیار نافذ هستند و بر سر راه نفوذ خود به هر چیز كه برخورد كنند ، خاصیت رادیو اكتیو به آن می دهند.این ذرات ، خطرات بسیار زیادی را برای اشخاصی كه به آن محوطه نزدیكی دارند ، به بار می آورد.
جلوگیری كامل از نفوذ ذرات نوترون و اشعه گاما به خارج از محوطه راكتور غیر ممكن است.لذا برای جلوگیری از هر گونه تشعشعاتی به خارج ، زره محافظی برای راكتور در نظر گرفته می شود كه از دو قسمت زره حرارتی و بیولوژیكی ساخته شده است.
پوسته داخلی كه از چند لایه آب و فولاد تشكیل شده است ، حفاظ حرارتی را تشكیل می دهد.این حفاظ حرارتی قسمت زیادی از نوترونها و تشعشهات را جذب می كند كه باعث بالا رفتن درجه حرارت آب می شود. بقیه تشعشعات ونوترونها كه از این پوسته حرارتی عبور می كنند ، به مانع بیولوژیكی راكتور برخورد می كنند و در همان جا پراكند می شوند و نمی توانند به خارج راه یابند. پس عمل زره حرارتی ، دریافت مقدار زیادی از تشعشعات پروتونها است تا در اثر برخورد به مانع بیولوژیكی كه از بتون و پلی اتیلن یا بتون و آب ساخته می شود، حرارت زیادی تولید نكند.شكل (1-6) راكتور با دو جدار بیولوژیكی را به طور شماتیك نشان می دهد.

1-6-8- مواد ساختمانی

مواد ساختمانی راكتور باید دارای ضربه پذیری و استقامت كششی زیاد باشند و در مقابل خوردگی و شكافت مقاومت كنند . همچنین باید سطح مقطع جذب نوترون و احتمال بر هم كنش آنها با ذرات تابشی كوچك باشدو به آسانی ساخته شوند.
آلومینیوم ، فولاد ضد زنگ ، زیرك.نیم ، نیكل ، منیزیم، بتون و بسیاری مواد دیگر به عنوان مواد ساختمانی به كار برده می شوند.اجتماع تمام اجزاء ، راكتور هسته ای كامل را به وجود می آورند
كه به منظور تولید قدرت پرتودهی ، تولید مواد شكافت پذیر ، پژ.هش و اهداف دیگر مورد استفاده قرار می گیرند.

















شكل (1-6) : طرح راكتور با دو جدار بیولوژیكی
1-7- راكتورها ی قدرت
1-7-1- مقدمه
همانگونه كه قبلاً هم بیان نودیم ،مهمترین كاربرد راكتورها ، تولید انرژی الكتریكی توسط نیروگاههای هسته ای می باشد.با توجه به نوع راكتور قدرت مورد استفاده ، طرحهای مختلفی برای تولید بخار در نیروگاههای هسته ای (به منظور چرخاندن توربینها )ارائه شده است كه مهمترین و كاربردی ترین این نوع راكتورها عبارتند از :
1- راكتور با آب نحت فشارPWR (1)؛
2- راكتور با آب جوشانBWR(2)؛
3- راكتور با خنك كننده های گازی در دمای بالاHTGR(3)؛
4- راكتور با آب سنگین تحت فشارPHWR(4)؛
5- راكتور زاینده سریع با فلز مایع LMFBR(5)؛
در اینجا در مورد هر یك از این راكتورها و سیكلهای ترمودینامیكی آنها توضیحات مختصری را ارائه می دهیم.
-7-2- راكتورهای با آب تحت فشار
در راكورهای با آب تحت فشار (PWR) ، انرژی آزاد شده از شكافت هسته ای در قلب راكتور، آنتالپی آب تحت فشار زیاد را (حدود0/139)افزایش می دهد و در نتیجه ، دمای این بالا می رود.با توجه به اینكه آب مذكور دارای فشار زیادی می باشد ، لذا دریافت حرارت ناشی از واكنش هسته ای باعث بخار شدن آن نمی شود.سپس حرارت ایجاد شده توسط آب تحت فشار (كه در ضمن عمل مدراتور را نیز انجام می دهد) به خارج از راكتور مزكور انتقال می یابد و در یك مبدل حرارتی ، حرارت خود را به آ ب اصلی نیروگاه می دهد كه خود باعث بخار شدن آب ثانویه می گردد.از این بخار در به حركت درآ وردن توربین بخار استفاده می شود.


1-Pressurized Water Reactor
2-Boiling Water Reactor
3-High – Temperature Gas-Cooled Reactor
4-Pressurized Heavy – Water Reactor
5-Liquid-Metal Fast-breeder Reactor


طرح كلی این نوع نیروگاهها با راكتورهای تحت فشار را میتوان در شكل (1-7-الف) مشاهده نمود.نمونه كاربردی از این نوع نیروگاهها را می توان واحد 1350MW نیروگاه فیلیپس بورگ آلمان نام برد كه موقعیت اجزاء این نیروگاه درشكل (1-7- ب) مشخص شده است.از دیگر نمونه های كاربردی این نیروگاهها (كه تقریباً در تمام كشور های پیشرفته موجود می باشد) ، می توان به موارد ارائه شده در جدول(1-2) اشاره نمو
ادامه
99
    دانشجوهای های دانشگاه امام صادق(واحد بابل) , universityemamsadegh
    مبدل ac به dc


    • این مدار قابلیت كنترل ولتاژ DC و ‌‌AC را از صفر ولت تا صد ولت دارا می باشد و حداكثر جریان 1 امپر را در خروجی میتواند به بار تحویل دهد. در این مدار قطعات زیر به كار رفته است كه عبارتنداز:

    • 1:ترانس فورماتور:یك ترانس فور ماتور 100/220 ولت یك امپر ابتدا مدار برای كاهش ولتاژ به كار رفته است

    • 2:برد الكترونیكی:این برد قابلیت شكست ولتاژ AC را از صفر تا صد ولت دارد

    • 3:ولوم های متغییر :این ولوم ها كه در برد الكترونیكی تعبیه شده است و نقش مقاومت متغییر را بر عهده دارد و توسط انها ولتاژ كنترول میشود .

    • 4:كلید های ac/dc:این كلید ها برای نوع ولتاژ خروجی ac/dcو همچنین وضیعت ولت متر به كار میرود

    • 5: فیوز:یك فیوز یك امپری برای حفاظت دستگاه در برابر جریان زیاد و اتصال كوتاه به كار میرود

    • 6:مدار یكسو كننده:این مدار از یك پل دیود وخازنهای صافی ویك سلف تشكیل شده است.





    فصل اول:











    در این مدار از یك ترانس كاهنده ی ولتاژ 100/220 یك امپر استفاده شده است كه محاسبات ان به شرح زیر است:
    P2 :I2.v2=100.1=100 va

    راندمان=86/6%

    p1 :p2/راندمان=100/86/6=139.5 va

    : سطح مقطع هستهsfe=1.2*رادیكال p1=14.2

    دور بر ولت : n :37.54/sfe=37.54/14.2= 2.64

    I1:p1/v1=140/220=./63 A

    قطر سیم :d1:1.13*رادیكال I2/j=./5 mm

    قطر سیم :d2:1.13*رادیكال I1/j= ./63 mm

    : درصد افت ولتاژ 85%

    : تعداد دور سیم پیچ اولیه N1:551,7 دور

    : تعداد دور سیم پیچ ثانویه N2:341/55 دور

    F2:n2/تعداد دور سیمcm= 342/180=1.9cm

    F1:n1/تعداد دور سیمcm= 1.84cm

    fT:f1+f2=374cm

    F:1.35*374=5/05cm^2

    نكته : در این مدار ما یك افت ولتاژ تقریبا" 5 ولت در مدار برد الكترونیكی كه در قسمت بعد بیشتر توضیح خواهیم داد داریم
    بنا برین ما علاوه بر افت ولتاژ خود ترانس باید این افت ولتاژ را هم در هنگام پیچیدن ترانس در نظر بگیریم .
























    فصل دوم:


    نیمه هادیها







    1-2 نیمه هادی ها Semi – Conductors
    برخی از عناصر مانند سیلیسیم و ژرمانیم خواص بین هادیهای بد و عایق های بد دارند یعنی نه مانند فلزات كاملاً هادی و نه مانند عایق ها كاملاً غیر هادی می باشند. این عنصرها در حرارتهای پایین مانند عایق و در حرارتهای بالا مانند هادی بد عمل می كنند. مثلاً الكترونهای ژرمانیم جهت عبور از باند ظرفیت به باند هدایت به 72/0 و سیلیسیم به 2/1 الكترون ولت انرژی نیاز دارند. حتی حرارت 20 درجه كافی است. بخشی ازالكترونها را از باند ظرفیت به باند هدایت منتقل كند. وجود ناخالصی در این عنصرها سبب هادی شدن آنها می شود بنابراین وقتی پرتو دارای انرژی از آنها عبور كند سبب انتقال الكترون از باند ظرفیت به باند هدایت شده در نتیجه الكترون حفره مثبت بوجود می آید. در تعداد زیادی از دتكتورها از نیمه هادیها استفاده می شود كه ما در اینجا درباره یك نوع ساده آن یعنی ( دایود سیلیسیم ) بحث می كنیم. یك اتم سیلیسیم دارای 4 الكترون ظرفیت است. دریك بلور سیلیسیم اتم ها بهم پیوسته بوده و تعداد كمی از آنها می توانند در شبكه بلوری جابجا شوند. بنابراین هادی بدی نسبت به الكتریسیته است. دریك اتم نوار عریضی ازیك سطح انرژی وجود دارد كه در آن الكترونها به هیچ اتم خاصی پیوستگی نداشته و آزادند. یك تحریك حرارتی می تواند چند الكترون را به نوار مزبور بفرستد و تعداد آنها می تواند سریعاً با افزایش حرارت زیاد شود. اگر در یك بلور سیلیسیم یك اتم بر كه سه الكترون ظرفیت دارد وارد كنیم از آنجا كه اتم بر یك الكترون كم دارد، این حفره می تواند توسط یك الكترون از نوار ظرفیت پر شود ودر نتیجه این الكترون سطح انرژی بالایی باند ظرفیت را اشغال می كند هب این نیمه هادی P یا پذیرنده می گویند. ( Positive). اگر در كریستال سیلیسیم یك اتم فسفر كه 5 الكترون ظرفیت دارد وارد كنیم چهار تای آن به مصرف ایجاد پیوند می رسد ولی پنجمی به سطح كمی پایین تر از نوار هدایت منتقل می شود سیلیسیم شامل مقدار جزئی فسفر را نیمه هادی از نوع N یا دهنده گویند ( Negative ). از آنجا كه الكترونهای دهنده نزدیك باند هدایت قرار می گیرند و می توانند بسهولت جابجا شوند لذا نوع N هادی الكتریسیته بوده و نوع P نیز به همان ترتیب هدایت كننده است زیرا حفره موجود در باند ظرفیت می تواند ازیك اتم به اتم دیگر منتقل شود. اگر دو منطقه P و N را در مجاورت هم قرار دهیم، یك اتصال PN تشكیل می شود كه بین آنها یك اختلاف پتانسیل مجاورتی بوجود می آید. نیمه هادی P یك پتانسیل منفی نسبت به نوع N پیدا می كند. انتقال یك الكترون از ناحیه N به P باعث می شود كه سطح انرژی در باند P بالاتر رود. اختلاف پتانسیل تماس از آنجا بوجود می آید كه الكترونهای دهنده ناحیه N می توانند انرژی خود را پایین آورده و حفره های حاصله ازناحیه دریافت كننده P را اشغال كنند بنابراین ناحیه P منفی میشود. در ناحیه اتصال، تمام الكترونهای موجود در دهنده به ناحیه N رفته و تمام دریافت كننده ها را خنثی می كنند. حال چنانچه یك ولتاژ خارجی به محل اتصال وصل كنیم قسمت N مثبت تر شده، جابجایی الكترون های دهنده به طرف دریافت كننده كندتر شده وسبب افزایش ضخامت عایق می شود. حال اگر یك ذره یونساز از قشر عایق عبود كند الكترون های آزاد یون های مثبت ( حفره ها ) دوباره تشكیل می گردند و الكترونها بلا فاصله به ناحیه N حفره ها به منطقه P منتقل می شوند. این پدیده در مدت كمتر از 10 ثانیه اتفاق می افتد. زمانی كه یك یون مثبت مثلاً در سمت راست، یك الكترون می گیرد به اتم خنثی تبدیل می شود درحالی كه اتم دهنده به یون مثبت تبدیل شده و به این شكل حفره به سمت راست جابجا می شود در حالیكه الكترون به سمت چپ می رود. بوسیله این مكانیسم، یونهای مثبت در سیلیسیم می توانند سریعتر از یونهای مثبت در یك گاز مثلاً آرگن جابجا شوند، زیرا در مورد گازها این مكانیسم نوعی جابجایی یونهای ماده را ایجاب می كند.
    1-2-2 دیود:
    دیودهای معمولی که آنها را رکتیفایر می نامند دارای دو قطعه P وN هستند که از کریستالهای با بار مثبت و منفی تشکیل شده اند.خواص این دو قطعه آن است که در مقابل عبور جریان در جهت مخالف مقاومت کرده و اجازه عبور در جهت موافق می دهند.همانطور که می دانیم در نیمه رساناهای نوع P حاملان بار حفره ها و در نیم رسانای نوع N حاملان بار الکترونها هستند،بنابراین ساختار کریستالی دیود به شکل زیر می با شد:

    کریستالهای ژرمانیوم از ترکیب ژرمانیوم با دو ماده خارجی که یکی از آنها الکترون بیشتری از تعداد الکترونهای ژرمانیوم دارد و دیگری دارای الکترون کمتری(منظور الکترونهای آزاد- والانسی) می باشد. از این کریستال در ساختمان دیود و ترانزیستور استفاده می شود. دیود در یکسو سازی جریان متناوب و کنترل مقدار و جهت جریان مستقیم کاربرد دارد.
    2-2-2 دیود نوری: Light Emiting Diode(LED)نوعی دیود که به عنوان لامپ از آن استفاده می شود و از موادی ساخته شده که در مقابل عبور جریان ،نور از خود ساطع می کند وبه رنگهای مختلف (قرمز- زرد- سبز-آبی)ساخته می شود.مواد شیمیایی که در ساخت این نوع دیود مورد استفاده قرار می گیرد عبارتند از ترکیبات:گالیوم،فسفات و روی.اصولا دیود نوری جریان بسیار ضعیفی کمتر از10 mA ،از خود عبور می دهد و در مقابل جریان مخالف مقاومت کمتری دارند و خیلی زود خراب می شوند لذا برای استفاده از آنها در مدارهای جریان متناوب یک دیود دیگر که می تواند به صورت سری یا موازی نصب شود،دیود نوری را از سوختن محافظت می نماید. دیودهای نوری در ساخت مدارهای دیجیتال برای نوشتن اعداد صفر تا نه به کار بروند بدین ترتیب که از هفت دیود نوری که به صورت استوانه کوچک ساخته شده ، استفاده می شودو به آنها seven segment می گویند.
    3-2-2 دیود زنر:
    دیود های زنر یا شكست ، دیود های نیمه هادی با پیوند p-n هستند كه در ناحیه بایاس معكوس كار كرده و دارای كاربردهای زیادی در الكترونیك ، مخصوصآ به عنوان ولتاژ مبنا و یا تثبیت كننده ی ولتاژ دارند.
    هنگامیكه پتانسیل الكتریكی دو سر دیود را در جهت معكوس افزایش دهیم در ولتاژ خاصی پدیده شكست اتفاق می افتد، بد ین معنی كه با افزایش بیشتر ولتاژ ، جریان بطور سریع و ناگهانی افزایش خواهد داشت. دیود های زنر یا شكست دیود هایی هستند كه در این ناحیه یعنی ناحیه شكست كار میكنند و ظرفیت حرارتی آنها طوری است كه قادر به تحمل محدود جریان معینی در حالت شكست می باشند، برای توجیه فیزیكی پدیده شكست دو نوع مكانیسم وجود دارد.
    مكانیسم اول در ولتاژهای كمتر از 6 ولت برای دیودهایی كه غلظت حامل ها در آن زیاد است اتفاق می افتد و به پدیده شكست زنر مشهور است. در این نوع دیود ها به علت زیاد بودن غلظت ناخالصی ها در دو قسمت p و n ، عرض منطقه ی بار فضای پیوند باریك بوده و در نتیجه با قرار دادن یك اختلاف پتانسیل v بر روی دیود (پتانسیل معكوس) ، میدان الكتریكی زیادی در منطقه ی پیوند ایجاد
    با افزایش پتانسیل v به حدی می رسیمكه نیروی حاصل از میدان الكتریكی ، یكی از پیوند های كووالانسی را می شكند. با افزایش بیشتر پتانسیل دو سر دیود از انجایی كه انرژی یا نیروهای پیوند كووالانسی باند ظرفیت در كریستال نیمه هادی تقریبأ مساوی صفر است ، پتانسیل تغییر چندانی نكرده ، بلكه تعداد بیشتری از پیوندهای ظرفیتی شكسته شده و جریان دیود افزایش می آزمایش نشان میدهد كه ضریب حرارتی ولتاژ شكست برای این نوع دیود منفی است ، یعنی با افزایش درجه حرارت ولتاژ شكست كاهش می یا بد. بنابر این دیود با ولتاژ كمتری به حالت شكست می رود (انرژی باند غدغن برای سیلیكن و ژرمانیم در درجه حرارت صفر مطلق بترتیب 1.21 و0.785 الكترون_ولت است، و در درجه حرارت 300 درجه كلوین این انرژی برای سیلیكن ev 1.1و برای ژرمانیم ev0.72 خواهد بود). ثابت می شود كه می دان الكتریكی لازم برای ایجاد پدیده زنر در حدود 2*
    این مقدار برای دیود هایی كه در آنها غلظت حامل ها خیلی زیاد است در ولتاژهای كمتر از 6 ولت ایجاد می شود . برای دیودهایی كه دارای غلظت حاملهای كمتری هستند ولتاژ شكست زنر بالاتر بوده و پدیده ی دیگری بنام شكست بهمنی در آنها اتفاق می افتد (قبل از شكست زنر) كه ذیلأ به بررسی آن می پردازیم.
    مكانیسم دیگری كه برای پدیده شكست ذكر می شود ، مكانیسم شكست بهمنی است. این مكانیسم در مورد دیودهایی كه ولتاژ شكست آنها بیشتر از 6 ولت است صادق می باشد . در این دیود ها به علت كم بودن غلظت ناخالصی ، عرض منطقه ی بار فضا زیاد بوده و میدان الكتریكی كافی برای شكستن پیوندهای كووالانسی بوجود نمی آید ، بلكه حاملهای اقلیتی كه بواسطه انرژی حرارتی آزاد می شود ، در اثر میدان الكتریكی شتاب گرفته و انرژی جنبشی كافی بدست آورده و در بار فضا با یون های كریستال برخورد كرده و در نتیجه پیوندهای كووالانسی را می شكنند . با شكستن هر پیوند حاملهای ایجاد شده كه خود باعث شكستن پیوند های بیشتر می شوند .
    بدین ترتیب پیوندها بطور تصاعدی یا زنجیری و یا بصورت پدیده ی بهمنی شكسته می شوند و این باعث می شود كه ولتاژ دو سر دیود تقریبأ ثابت مانده و جریان آن افزایش یافته و بواسطه ی مدار خارجی محدود می شود . چنین دیود هایی دارای ضریب درجه ی حرارتی مثبت هستند . زیرا با افزایش درجه ی حرارت اتمهای متشكله كریستال به ارتعاش در آورده ، در نتیجه احتمال برخورد حاملهای اقلیت با یونها ، بهنگام عبور از منطقه بار فضا زیادتر می گردد . به علت زیاد شدن برخوردها احتمال اینكه انرژی جنبشی حفره یا الكترون بین دو برخورد متوالی بمقدار لازم برای شكست پیوند برسد كمتر شده و در نتیجه ولتاژ شكست افزایش مییابد.

    3-2 دیاک DIAC :
    دیاك از یك زوج چهار لایه بطور موازی و معكوس تشكیل شده است. واژه diac اختصار شده ی جریان متناوب diode ac است.این قطعه دارای دو پایه بنام های آند یك و آند دو می باشد .
    ولتاژ شكست دیاك ها بین 25 تا 42 ولت است



    همانطور که از شکل آن پیداست از دو دیود موازی
    که بطور معکوس بسته شده است ، استفاده گردیده و نام آن مخفف دیود جریان متناوب Diode AC می باشد . این قطعه دارای قطب نمی باشد زیرا از دو سمت جریان را عبور می دهد ولی جریان عبوری از دو سمت را کنترل و تعدیل می کند و درست عمل دو دیود معکوس و موازی را انجام می دهد .از این قطعه جریان کمتر از یک آمپر عبور می کند.
    4-2 ترایاک : TRIAC
    ترایاک نیم رسانایی می باشد که از دو تریستور موازی و معکوس بسته شده اند، ساخته شده است و به صورت زیر می باشد.


    « شكل ظاهری ترایاك »

    نام ترایاک مخفف تریستور ولتاژ متناوب و یا TRI-ACمی باشد.ترایاک ها دارای دو آند و یک گیت می
    باشد . نکته آخر آنکه از ترایاک در صنعت مصرف زیادی می شود از جمله تغییر دور موتورها و کم و زیاد کردن نور لامپهای الکتریکی و غیره که بصورت سری با مصرف کننده قرار می گیرد.
    روشهای تریگر كردن ترایاك :
    1:اكر پایه A2 نسبت به A1 كه به پتانسیل مثبت وصل شده و به گیت نسبت به A1 ولتاژ مثبت یا منفی وصل كنیم ترایاك تحریك می گردد و وصل میشود.
    2:اگر پایه A2 نسبت به A1 به پتانسیل منفی وصل شود و گیت نسبت به A1 مثبت تر باشد گیت نسبت به 1A تحریك شود .
    5-2 خازن ها:
    1-5-2 خازنهای قطب دار :
    الف - خازن های الكترولیت: در خازنهای الكترولیت قطب مثبت و منفی بر روی بدنه آنها مشخص شده و بر اساس قطب ها در مدارات مورد استفاده قرار می گیرند . دو نوع طراحی برای شكل این خازن ها وجود دارد . یكی شكل اَكسیل كه در این نوع پایه های یكی در طرف راست و دیگری در طرف چپ قرار دارد و دیگری رادیال كه در این نوع هر دو پایه خازن در یك طرف آن قرار دارد . در شكل نمونه ای از خازن اكسیل و رادیال نشان داده شده است



    2-5-2 خازنهای بدون قطب :
    خازن های بدون قطب معمولا خازنهای با ظرفیت كم هستند و میتوان آنها را از هر طرف در مدارات مورد استفاده قرار داد . این خازنها در برابر گرما تحمل بیشتری دارند و در ولتاژهای بالاتر مثلا 50 ولت ، 250 ولت و ... عرضه می شوند .





    پیدا كردن ظرفیت این خازنها كمی مشكل است چون انواع زیادی از این نوع خازنها وجود دارد و سیستم های كد گذاری مختلفی برای آنها وجود دارد . در بسیاری از خازن ها با ظرفیت كم ، ظرفیت بر روی خازن نوشته شده ولی هیچ واحد یا مضربی برای آن چاپ نشده و برای دانستن واحد باید به دانش خودتان رجوع كنید . برای مثال بر 1/0 به معنی 0.1µF یا 100 نانوفاراد است . گاهی اوقات بر روی این خازنها چنین نوشته می شود ( 4n7 ) به معنی 7/4 نانوفاراد . در خازن های كوچك چنانچه نوشتن بر روی آنها مشكل باشد از شماره های كد دار بر روی خازن ها استفاده می شود . در این موارد عدد اول و دوم را نوشته و سپس به تعداد عدد سوم در مقابل آن صفر قرار دهید تا ظرفیت بر حسب پیكوفاراد بدست اید . بطور مثال اگر بر روی خازنی عدد 102 چاپ شده باشد ، ظرفیت برابر خواهد بود با 1000 پیكوفاراد یا 1 نانوفاراد .
    3-5-2 خازن های متغییر:






    در مدارات تیونینگ رادیوئی از این خازن ها استفاده می شود و به همین دلیل به این خازن گاهی خازن تیونینگ هم اطلاق می شود . ظرفیت این خازن خیلی كم و در حدود 100 تا 500 پیكوفاراد است و بدلیل ظرفیت پائین در مدارات تایمینگ مورد استفاده قرار نمی گیرند در مدارات تایمینگ از خازن های ثابت استفاده می شود و اگر نیاز باشد دوره تناوب را تغییر دهیم ، این عمل بكمك مقاومت انجام می شود
    6-2 مقاومت:

    مقاومت قطعه ای است كه از جنس كربن ساخته می شود و بمنظور كم نمودن ولتاژ و جریان مورد استفاده قرار می گیرد) . واحد مقاومت اُهم) است .
    محاسبه مقدار اُهمی یك مقاومت :
    در مقاومتهای با وات پائین معمولاً مقدار اُهمی مقاومت بصورت كدهای رنگی و بر روی بدنه ان چاپ می شود ولی در مقاومتهای با وات بالا تر مثلاً 2 وات یا بیشتر ، مقدار اُهمی مقاومت بصورت عدد بر روی آن نوشته می شود .
    محاسبه مقدار اُهم مقاومت های رنگی بر اساس جدول رمز مقاومتها و بسیار ساده انجام می شود . بر روی بدنه مقاومت معمولاً 4 رنگ وجود دارد . برای محاسبه از نوار رنگی نزدیك به كناره شروع می كنیم و ابتدا شماره دو رنگ اول را نوشته و سپس به میزان عدد رنگ سوم در مقابل دو عدد قبلی صفر قرار می دهیم . اینك مقدار مقاومت بر حسب اهم بدست می اید .

    كد رنگی مقاومتها
    رنگ شماره
    سیاه 0
    قهوه ای 1
    قرمز 2
    نارنجی 3
    زرد 4
    سبز 5
    آبی 6
    بنفش 7
    خاكستری 8
    سفید 9
    درصد خطای یك مقاومت :
    رنگ چهارم درصد خطای مقاومت ( تولرانس ) را نشان می دهد . و در مثال بالا رنگ چهارم طلائی است و لذا خطای مقاومت فوق مثبت و منفی 5 درصد است . یعنی مقدار این مقاومت 5 درصد بیشتر یا 5 درصد كمتر از 270 كیلو اسهم است . در زیر میزان خطا برای رنگ های قهوه ای ، قرمز ، طلائی و نقره ای نشانداده شده است .
    قهوه ای ±1% قرمز ±2% طلائی ±5% نقره ای ±10%
    مقاومت های وات بالا :

    جنس این مقاومت ها معمولاً از كرم نیكل است و معمولاً دارای یك روكش گچی یا آجری می باشند و به همین دلیل به مقاومتهای گچی یا آجری نیز معروف هستند . ظرفیت اُهمی و توان این مقاومتها بصورت عدد بر روی آنها چاپ می شود .
    7-2: سلف:
    در این مدار از یك سلف برای تثبیت و ثابت نگهداشتن ولتاژ خروجی استفاده شده است و به صورت سری با بار قرار میگیرد سلفها میتواند جریان را در خود ذخیره كنند.









    فصل سوم:





    • تغذیه ورودی : 220 ولت غیر مستقیم
    • تغذیه خروجی 1 تا 200 ولت غیر مستقیم
    • مجهز به سه ولوم جهت كنترل ولتاژ
    • توان خروجی 800 وات
    • استفاده آسان و ابعاد كوچك




    مدار فوق قابلیت شكست ولتاژ AC را از صفر ولت تا صد ولت
    را دارا میباشد








    لیست قطعات:
    مشخصات قطعه كد قطعه
    2 مقاومت 5/1 كیلو ( قهوه ای – سبز – قرمز ) R
    خازن پلیست 220 نانوفاراد (104 ) C
    سه ولوم 1m 10k 500 ohm VOL
    دیاك S
    ترایاك مرغوب BT136 TH








    2-3 طرز كار كیت:
    در این مدار با شارژ خازن C2 وقتی ولتاژ دو سر ان به اندازه ولتاژ شكست دیاك برسد دیاك وصل می كند همچنین خازن در داخل ترایاك به صورت ضربه ای خالی می شود و ترایاك را وصل میكند . . با تغییر مقاومت های ولومی زمان شارژ خازن را می توان تغییر داد . هر چه خازن دیرتر شارژ شود زمان وصل ترایاك به تاخیر افتاده ولتاژ موثر دو سر بار كم میشود .

    فصل چهارم:



























    1-4 در این مدار از یكسو ساز تمام موج پل با صافی خازن استفاده شده است.











    (شكل مدار یك سو ساز تمام موج پل با خازن صافی)
    2-4 طرز كار :
    در نیم سیكل اول دیود های D1 و D2 وصل و دیودهای D3و D4 قطع میباشند بنابرین جریان از طریق دیودهای D1 و مقاومت بار RL و D2 مسیر خود را می بندد.
    در نیم سیكل دوم دیود های D3وD4 در بایاس مستقیم و دیود های D1وD2 در بایاس معكوس می باشند . بنابرین جریان از طریق دیود های D3وD4 در بارRL میگذرد.
    در بسیاری از موارد مدار یكسوساز
    پل بصورت مدار مجتمع ساخته میشوند
    این مدار دارای دو پایه وردی ولتاژ
    و دو پایه دیگر + و- می باشند كه
    قطبهای خروجی مدار یكسو ساز را
    نشان میدهد.

    3-4 صافیها:
    توسط دیودها می توان ولتاژ متناوب را به ولتاژ Dc تبدیل كرد. اما این ولتاژ دارای نوسانات می باشد. در مدارهای الكترونیك احتیاج به ولتاژ Dc ثابت وبدون نوسان میباشد. برای این منظور از صافی خازنی استفاده میشود. صافی خازنی همیشه به طور موازی با بار قرار می گیرد و موجب می شود تا ضربان شكل موج خروجی كاهش یابد . چگونگی ثابت كردن ولتاژ به این صورت است كه ابتدا مقدار صفر تا ماكزیمم ولتاژ نیم سیكل مثبت خازن شارژ میگردد. پس هنگامی كه ولتاژ از مقدار ماكزیمم كمتر می شود خازن دشارژ میگردد.
    هر چه ظرفیت خازن بزرگتر باشد ضربان شكل موج خروجی كمتر میشود ضمنا هر چه جریان دریافتی از مدار یكسو ساز بیشتر باشد نیاز به خازن با ظرفیت بزرگتری است.







    (شكل موج مدار یكسو كننده بدون صافی خازن)

















    (شكل موج مدار یكسو كننده با خازن صافی)
    در این مدار چون از یك خازن ظرفیت بالا استفاده شده و همچنین از سلف استفاده شده و سلف هم فقط جریان dc را عبور میدهد لذا شكل موج این مدار بصورت زیر است.
    «شكل موج
    خروجی
    دستگاه»





    «شكل موج
    ورودی
    دستگاه»









    فصل پنجم:




    این كیلید ها برای تغییر وضعیت حالت Ac/Dc استفاده میشود.
    مدار ان به صورت شكل زیر می باشد.











    این كلید ها دارای 2 ورودی و چهار خروجی می باشند.







    فصل ششم:
    خلاصه مطالب و نقشه كامل مدار:
    1-6 خلاصه ی مطالب:
    در این مدار از یك فیوز هم برای جریان زیاد و یا اتصال كوتاه استفاده شده است این مدار قابلیت كنترول ولتاژ acوdc را از صفر تا صد ولت دارا میباشد شكل كامل این مدار در صفحه ی بعد نمایش داده شده است برای كنترول ولتاژ از یك برد الكترونیكی استفاده شده است و برای نمایش ومقدار ولتاژ از ولتمتر دیجیتالی استفاده شده است در مدار یكسو كننده هم از یكسو ساز تمام موج پل با صافی خازن استفاده شده است در این مدار ولوم سبز تغییرات
    ولتاژ ان زیاد است و در حد مگا اهم است و ولوم آبی كه در حد كیلو اهم است تغییرات ولتاژ ان كمتر است و بالاخره ولوم زرد رنگ كه در حد اهم است و تغییرات ان خیلی جزئی است.
    2-6 نقشه كامل دستگاه:










    ادامه