🌐کانال پروفسور علی نیری🌐

🔅 هسته #اورانیوم 235 توسط یک #نوترون (یکی از ذرات داخل هسته اتم با بار الکتریکی خنثی) بمباران و هسته‌های سبک‌تری به نام هسته‌های دختر ایجاد می‌شود.

➖ هم‌چنین دو یا سه #نوترون بیشتر ایجاد می‌شود و در اثر این شکافت هسته ای Nuclear Fission مقداری انرژی آزاد می‌شود.

➖ #نوترون‌های آزاد شده اگر سر راهشان هسته‌های سنگین‌تر #اورانیوم قرار گرفته باشند دوباره می‌توانندهسته‌های دیگر را بشکافند و در نتیجه واکنش زنجیره ای شرکت کنند.

✅ شکافت هسته موجب آزاد شدن انرژی می‌شود.

👈 مثال دیگر از شکافت هسته ای nuclear fission در مولکول‌های آب است.

➖ آب از یک اتم #هیدروژن با بار مثبت پروتون تشکیل شده است حال اگر یک #نوترون اضافی به این #پروتون بچسبد #دوتریم deuterium تشکیل می‌شود.

⚡️ #دوتریم یک هسته سنگینی است چون علاوه بر #پروتون #نوترون هم دارد.

👈 حال اگر #پروتون و #نوترون با اکسیژن مخلوط بشوند اصطلاحأ آب سنگین تولید می‌شود چون #هیدروژن اش سنگین است.

☑️ #هیدروژن باعث سنگین شدن آب می‌شود.

➖ راکتور آب سنگین قرار است 40 مگاوات (میلیون وات) برق تولید کند.

💧یک نوع آب دیگر هم وجود دارد که نوع دیگری از #ایزوتوپ #هیدروژن است و در درون هسته اتم #هیدروژن ، دو #پروتون و یک #نوترون وجود دارد.

⚡️ در اثر برخورد #دوتریم و #تریم یک شکافت هسته ای به وجود می‌آید که از آن مقدار زیادی انرژی به شکل #هلیم تولید و بعد #نوترون آزاد می‌شود.

👈 این درواقع اساس کار هم‌جوشی هسته ای است و در هر ثانیه در خورشید این اتفاق می‌افتد و چیزی در حدود 5 میلیون تن #هیدروژن تبدیل به #هلیم می‌شود که ما به مقدار زیادی از آن انرژی استفاده می‌کنیم.

✅ چگونه اورانیوم 238 که به طور طبیعی در دنیا وجود دارد وارد واکنش‌های زنجیره‌ای می‌شود❓

➖ #اورانیوم 238 تبدیل به #پلوتونیوم و #توریم می‌شود و در اثر شکافت هسته ای #اورانیوم 238 سبک‌تر و سبک‌تر می‌شود و یکی از پسماندهایش عنصر #پلوتونیوم است که به طور مصنوعی ساخته می‌شود و می‌تواند برای مصارف سلاح‌های هسته ای به کار برود.

☑️ به چه ترتیب می‌توان پیوند دیگری برقرار کرد❓

➖ اگر یک نیروگاه آب سنگین داشته باشید در اثر واکنش‌های زنجیره ای و شکافت هسته ای می‌توانید خروجی #اورانیوم با غلظت کم را به عنوان پسماند با یک سوخت جدید جابجا کنید.

👆 این پسماند از نظر داشتن #رادیو_اکتیویتی بسیار بالا هست.

🔅 بخشی از #اورانیوم در اثر واکنش‌های زنجیره‌ای تبدیل به #پلوتونیوم می‌شود.

➖ شاید بشود گفت که #پلوتونیوم سمی‌ترین ماده #رادیو_اکتیویتی است که به طور مصنوعی ساخته می‌شود و در نیروگاه‌های آب سنگین پلوتونیوم به وجود می‌آید. این #پلوتونیوم احتیاجی به غلیظ کردن ندارد و این #پلوتونیوم خودش به اندازه کافی قابل شکافت هسته ای هست و به طور مستقیم می‌تواند در سلاح‌های هسته ای به کار برود.

💥 هر سلاح هسته ای چه براساس #پلوتونیوم و چه براساس #اورانیوم باشد احتیاج به جرم بحرانی هست.

👈 به عنوان مثال، وقتی عنصر را با واکنش اولیه ای منفجر می‌کنید تقریبأ واکنش‌های زنجیره ای شکل می‌گیرند و عملأ هیچ چیزی جلودار واکنش‌های زنجیره ای نخواهد بود و تقریبأ تمام #اورانیومی که در آن ماده هست از 235 تبدیل به عناصر دیگر خواهد شد (برعکس آن چیزی که در نیروگاه‌های هسته ای اتفاق می‌افتد) و نهایتأ یک انفجار کامل خواهید داشت.

⚡️ در مورد #اورانیوم 235 با غلظت 90 تا 95% بین 16 تا 20 کیلو گرم از این نوع #اورانیوم احتیاج است.

👈 در مورد #پلوتونیوم وضع خیلی فرق می‌کند.

👈 حتی با 6 کیلوگرم #پلوتونیوم 94 می‌توان سلاح هسته ای ساخت.

✔️ چگالی (تراکم) این #پلوتونیوم آنقدر بالا هست که حتی در یک فنجان قهوه می‌توان آن را جای داد.

👈 اما ساخت یک سلاح هسته ای براساس #پلوتونیوم به این سادگی هم نیست چون به طراحی بسیار پیشرفته ای نیاز است.

💥 جداسازی #پلوتونیوم از آن بخش از سوخت مصرف شدۀ نیروگاه‌ها کار بسیار ظریف و خطرناکی است چون هم #اورانیوم و هم #پلوتونیوم مصرف شده در نیروگاه‌ها از میزان #رادیو_اکتیویته بسیار بالا و کشنده ای برخوردارند.

⚡️ به طور کلی ساخت سلاح‌های هسته ای مبتنی بر #پلوتونیوم بسیار سخت‌ است.

✅ مزایای انرژی هسته ای:

➖ تمیز است و هوا را آلوده نمی‌کند و گازهای گلخانه ای تولید نمی‌کند.

➖ از سوخت‌های دیگر بسیار امن‌تر است.

➖ تقریبأ ارزان‌تر است البته نه به نسبت سوخت‌های فسیلی.

➖ سوخت برای #اورانیوم 235 تا صد سال وجود دارد.

➖ اگر ما در راکتورهای بازخورنده‌ یا باز تولیدکننده از #اورانیوم 238 استفاده کنیم (اصطلاحأ به آن‌ها نیروگاه‌های breeder می‌گویند) تا بیش از 10 هزار سال از این #اورانیوم (238) ذخیره داریم.

✅ در حال حاضر 5500 نیروگاه در دنیا کار می‌کنند که بین 30 تا 40 هزار میلیون وات ( #مگاوات ) برق را در سراسر دنیا تولید می‌کنند.

☑️ حدود 440 نیروگاه هسته ای در 31 کشور دنیا قرار دارد.

✔️ 30 تا از این نیروگاه‌ها، مانند نیروگاه بوشهر، در حال ساخت هستند.

👈 16% برق دنیا از طریق این نیروگاه‌ها تأمین می‌شود.

👈 حدود 351 میلیارد یابیلیون #وات ( #گیگاوات ) الکتریسته از طریق نیروگاه‌های هسته ای تولید می‌شود.

👈 بنابراین سهم نیروگاه‌های هسته ای در تولید برق اندک است.

✅ فرانسه در منطقه خودش بیشترین نیروگاه‌های هسته ای را دارد.

☑️ ژاپن تا قبل از #فوکوشیما جزو کشورهایی بود که در حال ساخت بیشتر نیروگاه‌های اتمی بود ولی تصمیم گرفته بعد از 2050 به بعد دیگر متکی به نیروی اتم نباشد و برق را از منابع دیگر تهیه کند.

💥 از نیروی هسته ای چگونه استفاده می‌کنیم❓

➖ معمولأ یک هسته سنگین و ناپایدار باید داشته باشید که با زدن ذره دیگر به این هسته ناپایدار به هسته‌های کوچکتر بشکند.

➖ به‌طور کلی چیزی که اکنون در نیروگاه‌های هسته ای استفاده می‌کنیم نیرویی است که از طریق شکافت هسته به دست می‌آید و هنوز نتوانسته ایم نیروگاه‌هایی داشته باشیم که براساس نیروی هم‌جوشی هسته ای کار کند.

⚡️ از برخورد یک ذره سنگین (سنگین در مقیاس اتمی) به هسته #اورانیوم ناپایدار(معمولأ #اورانیوم 235) دو هسته (اصطلاحأ #دختر گفته می‌شود) درست می‌شود و دو یا سه #نوترون آزاد می‌شود.

👈 اگر مقدار مناسبی از این #اورانیوم را داشته باشیم واکنش‌های زنجیره‌ای شکل می‌گیرد.

✅ برای اینکه یک نیروگاه هسته‌ای داشته باشید احتیاج به 4-3% #اورانیوم 235 دارید.

💥 چگونه بین انرژی هسته ای و سلاح هسته ای پیوند وجود دارد❓

👈 یک پیوند ورودی و یک پیوند خروجی وجود دارد.

👈 ورودی به نیروگاه یعنی سوخت غنی شده.

☑️ سوختی که به نیروگاه‌ها می‌رسانیم می‌تواند پیوندی با سلاح‌های هسته ای برقرار بکند.

👈 این پیوند می‌تواند از طریق خروجی باشد

👈 یعنی، خروجی از نیروگاه‌ها می‌تواند عنصری به نام #پلوتونیوم باشد که باز این عنصر می‌تواند به طور مستقیم در سلاح‌های هسته ای مورد استفاده قرار بگیرد.

🔹🔸 در طبیعت دو نوع #اورانیوم شاید هم بیشتر وجود دارد.

👈 #اورانیوم 235 و 238 که 238 بیش از سایر #اورانیوم‌ها است.

👈 99% اورانیومی که در روی زمین وجود دارد مربوط به اورانیوم 238 است.

👈 0.7% #اورانیوم موجود در جهان را #اورانیوم 235 تشکیل می‌دهد و بقیه نوع #ایزوتوپ دیگری از #اورانیوم است که #اورانیوم 234 است.

👈 #اورانیوم 238 سه #نوترون بسیار کوچک بیشتر از #اورانیوم 235 دارد.

👈 #اورانیوم 238 سنگین‌تر است و به طور طبیعی شکافته نمی‌شود و در واکنش‌های زنجیره ای هم شرکت نمی‌کند.

🔅 تفاوت #اورانیوم 238 و 235 چیست و چرا ما به #اورانیوم 235 نیاز داریم❓

👈 #نوترون یکی از ذراتی است که در درون هسته اتم قرار دارد.

✅ بسیار بسیار سنگین‌تر از #الکترونی است که به دور هسته اتم می‌چرخد و حتی از #پروتون که در درون هسته است و بار مثبت دارد وزن بیشتری دارد.

⚡️ این سه نوترون بسیار کوچک تفاوت بسیار بزرگی را ایجاد می‌کنند.

💥 برای اینکه #اورانیوم 238 به طور طبیعی منفجر نمی‌شود ولی #اورانیوم 235 قابلیت انفجار را دارد.

☑️ آن چیزی که ما از معادن #اورانیوم بیرون می‌کشیم #اورانیومی است که فقط کمی بیشتر از 0.7% #اورانیوم 235 دارد و مابقی #اورانیوم 238 است.

👈 بنابراین، کمتر از 1% #اورانیومی که از معادن بیرون می‌کشیم #اورانیوم 235 است.

✅ #اورانیوم 235 #اورانیومی است که ما برای نیروگاه‌ها و یا سلاح‌های هسته ای احتیاج داریم.

👈 ولی میزان غلظت این #اورانیوم در طبیعت بسیار بسیار کم است و ما باید به طور مصنوعی غلظت این #اورانیوم را بالاتر و بالاتر ببریم.

✅ برای غنی سازی، #اورانیوم باید از معادن سنگ گرفته شود و با تزریق #فلوراید #گاز_هگزا_فلوراید ساخته می‌شود و بعد از آن با روش‌های متفاوت غلظت #اورانیوم 235 را بالاتر می‌برند تا بتواند در واکنش‌های زنجیره ای شرکت کند.

☑️ بعد از آن این #اورانیوم غلیظ شده را به نیروگاه‌های اتمی تزریق می‌کنند و سوخت نیروگاه هسته ای تأمین می‌شود.

✔️ پسماند آن‌ها #اورانیومی خواهد بود که همچنان بسیار بسیار #رادیو_اکتیو است.

⭕️ دو رژیم حقوقی از طرف آژانس بین المللی انرژی اتمی گذاشته شده است که یکی LEU (Low Enriched Uranium) است که به معنی #اورانیوم با غلظت پایین است و برای نیروگاه‌های هسته ای استفاده می‌شود.

👈 #اورانیوم 235 زیادی ندارد حتی در حالتی که کوره هم ذوب شود؛

👈 در این حالت #اورانیوم انفجار اتمی صورت نخواهد گرفت.

💥 مهبانگ در اندیشه 04


✅ برنامه‌ی چهارم “مِهبانگ” در شبکه‌ی اندیشه: پیوند انرژی و سلاح هسته‌ای❗️

👇 شمه‌ای از مسائل علمی و فنی #تکنولوژی_هسته‌ای که #دکتر_علی_نیری در این برنامه به آن‌ها خواهند پرداخت:

➖ پراکندگی و برخوداری سایر کشورها از نیروگاه‌ها و تولیدات هسته‌ای در سطح جهان❗️

➖ چگونگی شکافت هسته‌ای

➖ نحوه‌ی پیوند انرژی و سلاح هسته‌ای

➖ چرخه سوخت هسته‌ای

➖ “کارگاه آموزشی” غنی‌سازی

🔹🔸 خلاصه:

⚡️ غنی سازی #اورانیوم یعنی چه❓

➖ در طبیعت دونوع #اورانیوم وجود دارد ۲۳۵ و ۲۳۸، همون‌طور که می‌دانیم این‌ها #ایزوتوپ‌های یکدیگر هستند که ۲۳۸ ،۳ تا #نوترون از ۲۳۵ #ایزوتوپ بیشتر دارد.

⚡️ ۹۹ درصد #اورانیومی که روی زمین ما وجود دارد #اورانیوم ۲۳۸ هست.

💥 این اورانیوم قابل انفجار نیست و در واکنش‌های زنجیره‌ای شرکت نمی‌کند، درحالی که #اورانیوم ۲۳۵ که فقط ۰/۷ درصد #اورانیوم روی زمین را تشکیل می‌دهد قابل انفجار است.

🔹 ما این مقدار کم #اورانیوم ۲۳۵ را می‌خواهیم بالاتر ببریم چون غلظت ۰/۷ درصد آن بسیار کم است و باید این علظت را بالا ببریم،

👈 یعنی باید آن را غنی کنیم.

👈 پس ما قرار است غلظت #اورانیوم ۲۳۵ رو بالا ببریم؛

👇 در این حالت ۲ تا رژیم حقوقی از طرف آژانس بین المللی انرژی اتمی گذاشته شده است که

1⃣➖ اولی LEU (غلظت پایین) و دومی HEU (غلظت بالا) می‌باشد:
(LEU (Low-enriched uranium
➖ یا #اورانیوم با غلظت پایین است که به عنوان سوخت نیروگاه‌های هسته‌ای استفاده می‌شه که غلظت #اورانیوم ۲۳۵ آن هم بالا نیست و به هیچ وجه در آن انفجاری رخ نخواهد داد ودر این مورد تنها مشکلی که وجود داره و ایجاد ترس می‌کنه انفجار اتمی نیست بلکه میزان آزاد سازی مسمومیت مواد #رادیواکتیو است.

2⃣➖ رژیم حقوقی دوم (HEU (Highly enriched uranium یا #اورانیوم با غلظت بالا است؛

👈 در این رژیم می‌خواهیم میزان غلطت #اورانیوم را به بالای ۱۹/۷۵ درصد یا به قول رسانه ها به بالای ۲۰ درصد برسونیم،

➖ درواقع می‌خواهیم میزان غلظت #اورانیوم را به حدی برسونیم که چیزی جلودار واکنش‌های زنجیره‌ای آن نباشد و یک انفجار تمام معنا را داشته باشیم که این رژیم فقط مختص ساخت سلاح هسته‌ای است❗️

⭕️ چطور می‌توان غنی سازی را انجام داد❓

👈 راه‌های گوناگونی برای این کار وجود دارد، روشی که ایران به کار می‌برد قدیمی‌ترین روش غنی‌سازی است که از طریق تزریق #گازهگزافلوراید #اورانیوم به #سانتریفیوژها است.

🔸 کسانی که در زمان آقای احمدی‌نژاد می‌گفتند که ما به قله‌های تکنولوژی رسیده‌ایم باید بدانند که این تکنولوژی بسیار بسیار قدیمی است❗️

👈 این #هگزافلوراید #اورانیوم را به #سانتریفیوژها تزریق می‌کنیم؛

👈 #سانتریفیوژ مانند ماشین لباس‌شویی کار می‌کند و با سرعت بالایی می‌چرخد و #فلوراید یا #اورانیوم ۲۳۵ به دلیل سبک‌تر بودن از #اورانیوم ۲۳۸ در مرکز #سانتریفیوژها قرار می‌گیرد و از #اورانیوم ۲۳۸ جدا می‌شود.

✅ این کار باید تا ۱۰ هزار بار انجام شود تا غلظت #اورانیوم را بالا ببریم.

👆 این روش برای نخستین بار در جنگ جهانی دوم مورد استفاده قرار گرفت.

☑️ ایران از سال ۱۹۶۸ عضو ان.پی.تی. یا پادمان منع گسترش سلاح‌های هسته‌ای است.

👆 کسانی که عضو این پادمان هستند مجاز هستند که تحت نظارت آژانس اتمی بین المللی در رژیم LEU غنی سازی را انجام دهند.

❌ پس اگر ما بخواهیم #اورانیوم با غلظت بالا داشته باشیم درواقع اعلام کرده‌ایم که می‌خواهیم این پادمان را نقض کنیم❗️

🔅 گزیده‌ها:

👈 بنابر تحقیقاتی در یکی از مراکز اندیشگاه‌های دانشگاه #استنفورد در دهه 1960 میلادی به این نتیجه رسیدند که نفت ایران در 30 سال آینده به پایان خواهد رسید و توصیه کردند که ایران با توجه به توسعه بسیار زیادی که در بخش صنعت دارد باید به سمت ساخت نیروگاه‌های هسته ای برود.

✅ متأسفانه چه پیش و چه بعد از انقلاب مقوله رفتن به سمت انرژی هسته ای به هیچ وجه در سطح تخصصی مورد بحث قرار نگرفت و همیشه مسئله ای از سمت بالا به پایین بوده است.

💥 چرا انرژی هسته ای❓

👈 ایمن تر است؛

👈 بازدهی بیشتری دارد؛

👈 برای محیط زیست خوب است چون برعکس نیروگاه‌های گازی و سوخت‌های فسیلی گاز دی اکسید کربن تولید نمی‌کند.

♻️ مقدار انرژی که این نیروگاه‌ها می‌توانند تولید کنند حدود #یک_میلیون_وات ( #مگاوات ) است و هر خانه به طور متوسط حدود #هزار_وات برق مصرف می‌کند.

💥 نیروگاه اتمی بوشهر قبل از انقلاب قرار بود حدود 1300 #مگاوات برق تولید کند ولی در حال حاضر تولید بیش از 1000 #مگاوات را ندارد.

👈 این درواقع، معادل است با 15 میلیون بشکه نفت یا 3 و نیم میلیون تن زغال سنگ تا بتوان چنین انرژی را به عنوان برق به خانه‌های مردم برسانند.

💥 مهبانگ در اندیشه 03

✅ بر اساس توافق هسته ای صورت گرفته در ایران، برنامه سوم “مِهبانگ” با حضور #دکتر_کوروش_عرفانی به بررسی غنی سازی #اورانیوم از منظر فنی و علمی آن اختصاص دارد.


♻️ گزیده‌ها:

⚛ #اورانیوم از آن دسته عناصری است که منشا آن از منظومه خورشیدی ما نیست و فراکیهانی است.

🔅 زمانی که زمین ساخته می‌شده از عمق کهکشان توسط ستارگانی که در حال مرگ (ابرنواخترها) بودند به ما رسیده‌است.

💥 ابرنواخترها هنگام انفجار قادر هستند که عناصر سنگینی را در خودشان بسازند.

👈 بنابراین در روی زمین هر عنصری را که سنگین‌تر از آهن می‌بینید منشا شان خارج از منظومه خورشیدی ماست.

✅ #اورانیوم عنصر 92 جدول تناوبی است یعنی 92 #پروتون دارد.

👆 این عنصر فراوانی بسیار کمی در روی زمین دارد.

👈 عناصری مانند #طلا ، #پلاتینیوم و #اورانیوم به دلیل کم بودنشان گران قیمت هستند.

🔹 #اورانیوم تنها ماده ای است که می‌تواند به صورت طبیعی وارد واکنش‌های زنجیره‌ای یا شکافت هسته‌ای بشود.

✅ #اورانیوم دو نوع ایزوتوپ دارد.

☑️ #ایزوتوپ یعنی درون هسته اتمی تعداد #پروتون‌های (بار مثبت) دو اتم یکسان باشد ولی تعداد #نوترون‌ها (بار خنثی) متفاوت باشد.

✔️ فرق #اورانیوم 235 و اورانیوم 238 تفاوتش دراین است که تعداد #نوترون‌های اورانیوم 238 بیشتر از اورانیوم 235 است.

⚡️ #اورانیوم 238 به طور طبیعی وارد واکنش‌های زنجیره‌ای نمی‌شود و فراوانی اورانیوم 235 بسیار بسیار کمتر است.

🔹 #اورانیوم 235 تعداد #نوترون‌های کمتری دارد ولی در طبیعت حدود 7/.% از آن داریم.

👈 ولی اورانیوم‌های کلی را که شامل 238 و 235 می‌باشند به طور مصنوعی غلظت 235 را بالا می‌برند.


⚛ @dr_nayeri ✍