فرآیند شکافت هسته ای

شکافت هسته ای (به انگلیسی: Nuclear fission) فرآیندی است که در آن یک اتم سنگین مانند اورانیوم به دو اتم سبکتر تبدیل می شود. وقتی هسته ای با عدد اتمی زیاد شکافته شود، بر پایه فرمول اینشتین، مقداری از جرم آن به انرژی تبدیل می شود. از این انرژی در تولید برق (در نیروگاه هسته ای) یا تخریب (سلاح های هسته ای) استفاده می شود.

برای ایجاد شکافت هسته ای نیاز به بمب باران نوترونی است. یعنی نوترونی را که سرعت آن با سرعت نور برابری می کند توسط آبهای سنگین کاهش سرعت پیدا کنند تا بعد از ناپایدار شدن هسته اتم، انم نجزیه شود.(در اورانیوم پس از تجزیه عناصر باریم و کریپتون و ۲/۵ عدد نوترون پس داده می شود.)

اوتوهان زمانی که قصد داشت از بمباران اورانیوم با نوترون آن را به رادیم تبدیل کند دریافت که به اتم بسیار کوچک تری دست یافته است. در تمام واکنش هسته ای که تا ان زمان شناخته شده بود تنها ذرات کوچک از هسته جدا می شدند اما این بار یک تقسیم بزرگ رخ داده بود.لایز میتنر و اوتو فریش دریافتند که فراوردهٔ این بمباران نوترونی باریم است و جرم هر اتم اورانیم هنگام تبدیل شدن به ذرات کوچک تر به اندازهٔ یک پنجم جرم یک پروتون کاهش می یابد و این جرم مطابق رابطهٔ اینشتین E=mc² به انرژی تبدیل شده است. به خاطر شباهت این پدیدهٔ تقسیم هسته با تقسیم سلولی میتنر و فریش آن را شکافت نامیدند. مقالهٔ این یافته در یازدهم فوریهٔ ۱۹۳۹ در نشریهٔ نیچر با عنوان «واکنش هسته ای نوع جدید» منتشر شد.

در تصویر اتم اورانیم-۲۳۵ دیده می شود که پس از برخورد یک نوترون متلاشی شده و پرتوهایرادیو اکتیو از خود صادر می کند. سپس به دو عنصر باریم-۱۴۱ و کریپتون-۹۲ تقسیم شده و به پایداری می رسد و در ضمن ۲/۵ عدد نوترون دیگر آزاد می کند که هر یک موجب شکافت یک هستهٔ اورانیوم دیگر می شوند و این واکنش زنجیره ای مرتب ادامه پیدا می کند.

منابع[ویرایش]

• پاکروح. بهزاد - بمب اتمی -انتشارات اندیشه سرا-۱۳۸

سه منبع انرژی های تجدیدپذبر: خورشید، باد و زیست توده.

انرژِی تجدید پذیر (به انگلیسی: Renewable energy)، انرژی برگشت پذیر، نیز نامیده می شود. به انواعی از انرژی می گویند که بر خلاف انرژی های تجدیدناپذیر قابلیت بازگشت مجدد را به طبیعت دارند.

در سال های اخیر با توجه به این که منابع انرژی تجدید ناپذیر رو به اتمام هستند این منابع مورد توجه قرار گرفته اند.در سال ۲۰۰۶ حدود ۱۸٪ از انرژی مصرفی جهانی از راه انرژی های تجدید پذیر بدست امد.سهم زیست توده به طور سنتی حدود ۱۳٪، که بیشتر جهت حرارت دهی و ۳٪ انرژی آبی بود.۲/۴٪ باقی مانده شامل نیروگاهای آبی کوچک، زیست توده مدرن، انرژی بادی، انرژی خورشیدی، انرژی زمین گرمایی وسوختهای زیستی می باشد که به سرعت در حال گسترش هستند.

استفاده ازانرژی بادی با رشدی سالانه حدود ۳۰٪ با ظرفیت نصب شده ۱۵۷۹۰۰ مگاوات در سال ۲۰۰۹، به صورت وسیعی در اروپا، آسیا و ایالات متحده به چشم می خورد.درپایان سال ۲۰۰۹ میلادی مجموع انرژی تولیدی به وسیله فتوولتاییک به بیش از ۲۱۰۰۰ مگاوات رسید.ایستگاهای انرژی گرما-خورشیدی در آمریکا و اسپانیا مشغول به کار می باشندکه بزرگترین آنها با ظرفیت ۳۵۴ مگاوات در بیابان موهاوی در حال کار است.^[۱]

بزرگترین نیروگاه زمین گرمایی دنیا در کالیفرنیا با نام نیروگاه گیسرز با ظرفیت ۷۵۰ مگاوات در حال فعالیت میباشد.برزیل یکی از کشورهایی است که پروژه های بزرگی برای استفاده از انرژی های نو(انرژی های تجدیدپذیر) انجام میدهد.۱۸٪ از کل مصرف سوخت اتوموبیل های برزیل از طریق سوخت اتانولی که از ساقه نیشکر بدست می آید تامین می شود.سوخت اتانولی به صورت گسترده در ایالات متحده مورد استفاده قرار می گیرد.

بیشترین پروژه ها و محصولات انرژی های نو در مقیاس بزرگ موجود می باشند، ولی انرژی های نو را میتوان در مقیاس های کوچک (نیروگاه کوچک خارج مدار یا نیروگاه کوچک مدار بسته) هم استفاده کرد.در حواشی و در جاهای دور افتاده نقش انرژی های نو به خوبی نمایان می شود.کنیا دارای بالاترین نرخ سالانه فروش سیستم های کوچک خورشیدی (۲۰-۱۰۰ وات)به میزان ۳۰۰۰۰ سیستم در سال می باشد.

نگرانی دربارهٔ تغییرات زیست محیطی در کنار افزایش قیمت روزافزان نفت و اوج تولید نفت و حمایت دولتها، باعث رشد روزافزون وضع قوانینی می شود که بهره برداری و تجارتی کردن این منابع سرشار تجدید پذیر را تشویق می کنند.

انواع انرژی های تجدید پذیر عبارتند از:

• انرژی آبی (نیروی برق آبی)
• انرژی بادی
• انرژی خورشیدی
•  
• انرژی زمین گرمایی
•  
• انرژی 
• زیست توده ^[۲] (زیست سوخت)
• انرژی امواج و جزر و مد