معلوم شد که قانونی به نام قانون بقای انرژی وجود دارد ،دیگر دانشمندان توانستند همة مسائل مربوط به انرژی در روی زمین را توضیح دهند . دیگر توانستند دریابند که چگونه همة صورتهای گوناگون انرژی می توانند به یکدیگر تبدیل شوند ،و همة این صورتهای گوناگون انرژی از کجا می آیند .
در حال حاضر انرژی اتمی یکی از منابع مهم انرژی بسیاری از کشورهای جهان است . با وجود این ، تا سالهای اخیر اکثر مردم دربارة آن بی اطلاع بودند .
در اواخر جنگ جهانی دوم ، زمانی که دو بمب اتمی بر روی شهرهای ناکازاکی و هیروشیما در ژاپن انداخته شد ، برای اولین بار مردم پی به قدرت انرژی اتمی بردند .
از آن زمان تا به امروز از انرژی اتمی فقط به منظور تولید نیرو استفاده شده است . هر چند که سلاحهای اتمی متعددی در جهان وجود دارند.
جمعیت جهان با صرعت رو به افزایش است و مردم نیز مایلند سطح زندگی شان بهتر شود و توقعشان بیشتر شده است . این دو عامل دلیل نیاز روز افزون به انرژی است .
اینانرژی موارد استفاده های فراوان دارد ؛ از جمله راه انداختن ماشین آلات کارخانه ها ، تولید گرما و نیروی برق . در حالی که تقاضای جهانی انرژی رو به افزایش است ، منابع سوخت های فسیلی (زغال سنگ ، نفت و گاز) در حال اتمام هستند . در حال حاضر ، سوختهای فسیلی تنها منابع اصلی تأمین کنندة‌انرژی جهان هستند و باید به دنبال منابع دیگر انرژی بود . یکی از منابع جیگزین که قبلاً کشف شده است انرژی اتمی می باشد .
قدرت اتم
انرژی هسته ای ، انرژی اتمی هم نامیده می شود .
هر گاه هستة متراکم اتم شکافته شود ، انرژی هسته ای تولید می شود . این فرآیند ، شکافت اتم نامیده می شود .
هسته اتم از دو نوع ذرّه به نام های پروتون و نوترون تشکیل شده ست ؛ این ذرّات خیلی محکم به یکدیگر چسبیده اند . شکستن هسته اتم بسیار مشکل است ، هر چند هسته های بزرگتر راحت تر شکافته می شوند . وقتی هستة یک اتم شکسته می شود سه پدید به وقوع می پیوندد : هسته های عناصر مختلفی با هسته های کوچکتر تشکیل می شوند ؛ ذرات اتمی آزاد
می شوند ؛ و انرژی تولید می شود .
فرآیند دیگری هم وجود دارد که به آن همجوشی هسته ای می گویند که در این فرآیند هستة دو اتم به یکدیگر پیوند می خورند . در عمل همجوشی هسته ای نیز انرژی آزاد می شود . امّا دانشمندان هنوز از آن در نیروگاههای برق استفاده نمی کنند ،تا اینکه روش مناسبی برای مهار کردن این انرژی پیدا کنند .
در سال 1896 میلادی (1275 شمسی) ، آنتوان هانری بکرل ، دانشمند فرانسوی ، دریافت که فلز نسبتاً کمیابی وجود دارد که رادیو آکتیو است ،یعنی پیوسته ذرات پرسرعتی از خود بیرون می دهد که خیلی کوچکتر از اتم هستند. این ذرات مقدار بسیار زیادی انرژی جنبشی با خود دارند . همچنین این فلز نوعی انرژی از خود بیرون می دهد که شبیه نور است .
در سال 1900 میلادی (1279 شمسی) ، یک دانشمند انگلیسی ، به نام ارنست راذرفرد، که در زلندنو به دنیا آمده بود ، توانست حساب کند که چه مقدار انرژی از فلز از فلز بیرون داده می شود . او توانست این کار را دربارة یک فلز رادیوآکتیو به نام رادیوم انجام دهد . این فلز بیش از هر فلز دیگری که تا آن زمان شناخته شده بود انرژی از خود بیرون می داد . او نشان داد که یک گرم رادیوم در هر ساعت آن قدر انرژی از خود بیرون می دهد که با آن می توان یک گرم آب یخزده را گرم کرد و به نقطة جوش رساند . در ساعت بعد هم می تواند همین کار را انجام دهد ، و در ساعت بعد هم همین طور ، و این کار را می تواند صدها سال ادامه دهد .
این انرژی از کجا می آید ؟ آیا قانون بقای انرژی نادرست بود ؟ راذرفرد عقیده نداشت که این قانون نادرست باشد ، ولی فکر می کرد که نوعی انرژی در درون اتمها هست که دانشمندان از آن ناآگاهند . راذفرد ذرات سریع السیری را که از اتمهای رادیوآکتیو جستن می کنند مورد آزمایش قرار داد . او این ذرات را از میان اتمهای معمولی عبور داد و دریافت که آنها از میان اتمها چنان می گذرند که گویی در میان آنها چیزی نیست. ولی گاهگاه ، یکی از ذرات به چیزی می خورد و بر میگردد .
در سال 1991 میلادی (1290 شمسی) ، راذرفرد توانست اعلام کند اتمها ، بیشتر ، از فضای خالی درست شده اند . در سرتاسر بیشتر ساختمان اتم ، اینجا و آنجا ، ذرات بسیار سبکی به نام الکترون وجود دارند . ولی ، درست در مراکز اتم ذرات کوچک سنگینی وجود دارند که راذرفرد آنجا را هستة اتم نامید .
دانشمندان به مطالعة هستة اتم ادامه دادند و دریافتند که هستة اتم ذراتی به نام پروتون و نوترون تشکیل شده است . اتمها در قسمتهای بیرونی خود به وسیلة الکترونها به یکدیگر متصل شده اند . وقتی که اتمها از هم جدا می شوند و نظم و تربیت دیگری پیدا می کنند ، انرژی آزاد می شود . این انرژی که در پدید آمدن آن الکترونها دخالت دارند انرژی شیمیایی نامیده
می شود .
وقتی هم که پروتونها و نوترونهای یک هستة اتم نظم و ترتیب دیگری پیدا می کنند ،انرژی آزاد می شود . این انرژی که در پدید آمدن آن هستة اتم دخالت دارد انرژی هسته ای نامیده می شود .
مقدار انرژی هسته ای خیلی بیشتر از مقدار انرژی شیمیایی است . بعضی از اتمها با جابه جا شدن ذرات درون هستة آنها خیلی خیلی بیشتر انرژی آزاد می کنند تا همین اتمها با جابه جا شدن الکترونهایشان در بخشهای بیرونی آنها .
به این ترتیب ، سرانجام دانشمندان توانستند دریابند که این انرژی عظیم تمام نشدنی از کجا پدید می آید .
درسال 1924 میلادی (1303 شمسی) ، یک اختر شناس انگلیسی ، به نام آرثر استنلی ادینگتن ، نشان داد که مرکز خورشید باید چگونه باشد . ادینگتن نشان داد که مرکز خورشید باید بسیار بسیار گرم باشد ، به طوری که دمای آن به میلیونها درجه می رسد.
در اسل 1929 میلادی (1308 شمسی) ، یک اختر شناس امریکایی ، به نام هنری ناریس راسل ، دربارة نور خورشید مطالعه کرد و نشان داد که خورشید بیشتر از عنصری به نام ئیدروژن درست شده است .
یک دانشمند آلمانی ، به نام هانس آلبرشت بته ، سعی کردنشان دهد که در مرکز خورشید پیوسته چگونه تغییراتی روی می دهد . بته ، در سال 1938 میلادی (1317 شمسی) ، ثابت کرد که انرژی خورشید از همجوشی دو اتم ئیدروژن که تشکیل یک اتم هلیوم می دهند پدید می آید . این پدیده را همجوشی هسته ای یا فوزیون (Fusion) نامیده اند .
دانشمندان اکنون در این نظر با یکدیگر موافقند که در خورشید پیوسته هسته های ئیدروژن به هسته ای هلیوم تغییر می یابند ،و در خورشید ئیدروژن بسیار زیادی وجود دارد . آن قدر ئیدروژن وجود دارد که خورشید توانسته است در مدت 000،5 میلیون سالی که از عمر زمین می گذرد پیوسته بر آن بتابد .
بدون شک روزی فرا خواهد رسید که ئیدروژن خورشید تمام خواهد شد ،ولی این اتفاق زودتر از دست کم 000،8 میلیون سال دیگر روی نخواهد داد .
همجوشی هسته ای که انرژی خورشید را پدید می آورد انرژی همة ستارگان دیگر را هم پدید می آورد . قانون بقای انرژی نه تنها در زمین ، بلکه در سراسر جهان هستی حاکم است .
آیا باز هم انواع دیگری وجود دارد که حتی از انرژی هسته ای هم نیرومندتر باشد ؟ دانشمندان نمیتوانند بگویند که چنین انرژیهایی وجود ندارد . ولی از سال 1900 میلاد تا کنون نتوانسته اند انواع تازه ای از انرژی بیابند که قبلاً دربارة آنها اطلاعی نداشته باشند .
هنگامی که هستة یک اتم ، تجزیه و یا شکافته می شود از خود اشعه پخش می کند . اتمهای مشخص مانند رادیوم به طور طبیعی تجزیه شده و اشعه تولید می کنند . این پدیده را تجزیة‌رادیو آکتیو می گویند . در شکافت هسته ای ، هستة اتم به طور مصنوعی در رآکتور تجزیه می گردد .
هستة اتم به سه دسته تقسیم می شوند : تابشهای آلفا ، بتا و گاما .
تابشهای الفا ،نسبتاً بزرگ بوده و از مواد به راحتی عبور نمی کنند . جلوی آنها را میتوان توسط یک ورق کاغذ سد کرد .
تابشهای بتا کوچکتر هستند و توسط یک ورق نازک فلزی (مثلا آلومینیوم) می توان جلو آنها را سد کرد .
تابشهای گاما مانند اشعه ـ X پر انرژی هستند و فقط توسط ورقه های ضخیم فلزات سنگین (مانند سرب) می توان آنها را متوقف کرد .
فرمت این مقاله به صورت Word و با قابلیت ویرایش میباشد
تعداد صفحات این مقاله 18 صفحه
پس از پرداخت ، میتوانید مقاله را به صورت انلاین دانلود کنید
دانلود مقاله انرژی هسته‌ای