نوترینو چیست؟
نوترینو ذره بنیادی خنثایی است که در ضمن واپاشی بتای هسته های اتمی همراه با الکترون یا پوزیترون گسیل می شود.
همانند نوترون ، نوترینو نیز بار الکتریکی ندارد.
نوترینو با الکترونها عملا اندرکنش نمی کند و باعث یونش قابل توجه محیط نمی شود.
نوترینو ذره بنیادی ناپایدار و سبکی می باشد که جرمش در حدود 200/1 جرم الکترون می باشد.
آشکارسازی نوترینو:
هر چند نوترونها را به سبب اثر شان روی هسته های اتمی واکنش های هسته ای و انتقال انرژی در خلال برخوردها می توان به آسانی آشکار ساخت اما اندرکنش نوترینو با هسته ها خیلی ضعیف است. تا این اواخر واکنش هسته ایی که نوترینو ها راه انداخته باشند در آزمایشگاه آشکار سازی نشده است.
این ذره ناپایدار است پس چگونه می توان به وجود نوترینوها پی برد؟
اگر در ضمن واپاشی ذره بتا تنها الکترون گسیل می شد، انرژی همه الکترونهای بتا برای ایزوتوپ پرتوزای معینی باید یکسان می بود. بدیهی است این انرژی باید برابر باشد با اختلاف انرژی درونی هسته اتمی اولیه و هسته حاصل به اضافه الکترون این اختلاف باید یکی باشد. زیرا از طریق آزمایش ثابت شده است که همه هسته های یک ایزوتوپ معین دارای جرم یکسانند. در نتیجه انرژی درونیشان یکی است.
نحوه تولید نوترینو:
انرژی الکترون حاصل از واپاشی ذره بتا می تواند مقادیر مختلف ، از صفر تا مقدار ماکزیمم معین W را داشته باشد. مهم است بدانیم که این مقدار ماکزیمم درست برابر با انرژی درونی آزاد شده در ضمن واکنش منظور شده در بالاست. برای سازگاری با قانون بقای انرژی باید فرض کرد که در جریان واپاشی ذره بتا همراه با الکترون یک ذره دیگر نیز (یعنی نوترینو) تشکیل می شود.
این ذره انرژی ای را با خود حمل می کند که مکمل انرژی الکترون تا W است. اگر نوترینو انرژی ای نزدیک به W با خود حمل کند، انرژی الکترون نزدیک به صفر است. اگر انرژی نوترینو کم باشد، برعکس، انرژی الکترون نزدیک به W است. تحلیل تفضیلی از واپاشی به دلایل متقاعد کننده دیگری بر گسیل نوترینو در این فرایند دلالت دارد و امکان داده است که جرم در حال سکون نوترینو را برآورد کنند.
سایر مشخصات فیزیکی نوترینو:
معلوم شده است که جرم این ذره از ده هزارم جرم در حال سکون الکترون کمتر است. سالها تحقیق سرانجام به آنجا رسید که در 1956 از راه آزمایش واکنشی هسته ای را کشف کردند که در آن نوترینویی (ν) توسط پروتون جذب و سپس این پروتون به نوترون و پوزیترون تبدیل شد. P+ν→n+e
در این آزمایشها چشمه نوترینوها راکتور هسته ای نیرومندی بود که در آن نوترینو در ضمن واپاشی ذره بتا از پاره های شکافت اورانیوم تشکیل می شد.
نوترینوی خورشیدی:
واکنشهای متنوعی در راکتورها صورت گرفته است که توسط نوترینو به وجود آمده است. جالبترین آزمایش ها ، آزمایش هایی هستند که درباره آشکارسازی نوترینو های خورشیدی انجام شده اند. این آزمایش ها امکان داده اند که درستی نظرات ابراز شده درباره ساختار خورشید تحقیق و فرایند های هسته ای درون توده آن بررسی شود.
در واکنش گداخت چهار پروتون ، که گمان می رود چشمه انرژی خورشید باشد. همراه هر هسته هلیوم تشکیل شده دو نوترینو نیز گسیل می شود. نوترینو خیلی کم با ماده اندر کنش می کند. به طوری که اکثریت قریب به اتفاق آنها در خورشید نفوذ می کنند و به درون فضای کیهانی می گریزند.
آن بخش از نوترینو هایی که به زمین می رسند این طور تجلی می کنند که آشکارسازهای خاصی موجب واکنش های هسته ای می شوند. چون اندر کنش های درگیر با نوترینو ها خیلی ضعیف است، این بخش خیلی کوچک است و آزمایش های آشکارسازی نوترینو های خورشیدی پرهزینه و پیچیده اند. با وجود این ، این آزمایش ها انجام ، هر نوترینو های گسیل شده از توده خورشید ثبت شده اند.
راز سانتریفیوژهای جمهوری اسلامی
گزارشی از برنامه‌های هسته‌ای ایران
یک دستگاه سانتریفیوژ آزمایشی برخلاف یک دستگاه سانتریفیوژ تجاری معمولا پیاپی و با تمام ظرفیت کار نمی‌کند و به جای آن، تجهیزات غنی‌سازی سوخت راهنما برای عرضه یک بستر آزمایشی جهت توسعه فناوری سانتریفیوژ برای کاربری در مقیاس صنعتی در نظر گرفته شده است. دستگاه غنی‌سازی سوخت تجاری که اینک در نطنز در دست ساخت است، برخلاف دستگاه سانتریفیوژ آزمایشگاهی، طرحی بسیار بلندپروازانه‌تر است.
ایران در فوریه 2003 به آژانس بین‌المللی انرژی اتمی اعلام کرد، در نظر دارد تا در اوایل سال 2005، نصب دستگاه‌های سانتریفیوژ در ماشین‌های غنی‌سازی سوخت را آغاز کند و نیز مجموعا پنجاه هزار سانتریفیوژ مدل P-1 را برای تولید اورانیوم غنی‌شده سطح پایین جهت تأمین سوخت رآکتور نیروی هسته‌ای نصب کند. بنا بر طرح موجود، قرار است تجهیزات نطنز در قالب قطعات مجزای سه هزار ماشین، سازمان‌دهی شوند که مرکب از چند آبشار کوچک مرتبط با یکدیگر هستند که برای تولید اورانیوم غنی‌شده سطح پایین از مواد اولیه اورانیوم طبیعی طراحی شده‌اند. طرح تجهیزات نطنز طبق این برنامه‌های اعلام‌شده برای تولید اورانیوم غنی‌شده سطح پایین جهت تأمین نیازهای سوختی سالانه رآکتور بوشهر خوشبینانه به نظر می‌رسد و گویا برای تولید اورانیوم تسلیحاتی استفاده نمی‌شود؛ هرچند همان‌گونه که بحث خواهد شد، تجهیزات نطنز می‌تواند با تحمل مقداری افت در کارآیی تبدیل به تولیدکننده نظامی شود.
قرار است، همچنین آبشار های کوچک سانتریفیوژ در دو دالان که هشت متر زیرزمین برای محفوظ ماندن از حملات هوایی احتمالی ساخته شده‌اند، نگهداری شوند.
نظر به تأخیرها در تکمیل و راه‌اندازی دستگاه غنی‌سازی سوختی راهنما، احتمالا ایران برای رسیدن به عملیات و فعالیت‌های کامل دستگاه غنی‌سازی سوخت، به سال‌های زیادی نیاز داشته باشد. بنابراین، چرخه غنی‌سازی سوخت نطنز در صورت عملیاتی شدن می‌تواند، تقریبا اورانیوم غنی‌شده سطح پایین برای تأمین سوخت سالانه نیروگاه هسته‌ای هزار مگاواتی بوشهر تولید کند که برآورد می‌شود، حدود 2 تن اورانیوم غنی‌شده سطح پایین در سال باشد. چنانچه ایران بخواهد به هدف اعلام‌شده‌اش برای تولید 7000 مگاوات انرژی هسته‌ای (برای مثال؛ حدود هفت رآکتور نیروی هسته‌ای) تا پیش از سال 2021 برسد، به توانایی بسیار بیشتری برای غنی‌سازی نیاز دارد. مقامات هسته‌ای ایران معتقدند، دستگاه غنی‌سازی سوخت برای یک نیروگاه انرژی منفرد صرفه اقتصادی ندارد، زیرا خرید خدمات غنی‌سازی از یک فروشنده خارجی ارزان‌تر خواهد بود، اما آنان بر این باورند، چنانچه ایران دوازده نیروگاه هسته‌ای یا تعداد بیشتری راه‌اندازی کند، آنگاه غنی‌سازی در داخل ایران صرفه اقتصادی خواهد داشت. مضافا اینکه مقامات ایرانی می‌گویند، که ایران نمی‌تواند برای غنی‌سازی و ساخت و تهیه سوخت به منابع خارجی وابسته باشد، زیرا ممکن است به خاطر محدودیت‌های ناشی از مسائل سیاسی آسیب‌پذیر باشد.
راز سانتریفیوژ P-2
آژانس بین‌المللی انرژی اتمی ضمن بررسی اسناد به منظور تشخیص صحت و سقم اعلامیه ایران مورخ اکتبر 2003 درخصوص برنامه غنی‌سازی سانتریفیوژ P-1 به مدرکی دست یافت که نشان می‌داد، ایران به یک دستگاه سانتریفیوژ پیشرفته‌تر به نام P-2 دست یافته که ساخت پاکستان است و با الهام از دستگاه سانتریفیوژ آلمانی موسوم به G-2 که توسط کنسرسیوم سانتریفیوژ اروپایی (Urenco) در دهه 1970 تولید گردیده ساخته شده است. ماشین سانتریفیوژ P-2 یک متر طول و 145 میلی‌متر قطر دارد و دارای دو بخش لوله‌های (پروانه‌ها) فولادی سخت بوده که با انبان باد فولادی مرتبط است.
چون لوله‌های (پروانه‌ها) فولادی سخت، سریع‌تر از لوله‌های آلومینیومی می‌چرخند، ظرفیت دستگاه سانتریفیوژ P-2، بیش از دو برابر توان واحدهای کاری تفکیک‌کننده فعالیت دارد. پاکستان پس از دستیابی به مواد و تخصص لازم جهت تولید و راه‌اندازی دستگاه‌های سانتریفیوژ P-2 تدریجا برنامه خود برای تولید دستگاه‌های سانتریفیوژ P-1 را از طریق شبکه خان به ایران فرستاد. اعلامیه ایران مورخ اکتبر 2003 اشاره‌ای به هیچ یک از تحقیقات درخصوص دستگاه‌های سانتریفیوژ P-2 نداشت. به هر حال، ایران در پاسخ به پرسش‌های آژانس بین‌المللی انرژی اتمی، در ژانویه 2004، پذیرفت که در سال 1995 مبادرت به خرید اطلاعات مربوط به طراحی دستگاه سانتریفیوژ P-2 از شبکه عبدالقدیرخان ورزیده است، ولی اعلام کرد که تا سال 2003، هیچ فعالیتی برای توسعه و تولید درخصوص این دستگاه سانتریفیوژ انجام نداده، زیرا برنامه مرتبط با سانتریفیوژ P-1 برای این کشور اولویت بالایی داشته است.
ایران تهیه دستگاه‌های سانتریفیوژ P-2 و قطعات آن از منابع خارجی را تکذیب کرد. سازمان انرژی هسته‌ای ایران در مارس 2002 اعلام نمود که یک شرکت پیمانکار خصوصی مقیم تهران را برای انجام آزمایش‌های مکانیکی روی لوله‌های (پروانه‌ها) چرخان ساخت ایران را استخدام کرده تا به این وسیله ثابت کند که در این آزمایشها از مواد هسته‌ای استفاده نشده است. مالک شرکت پیمانکار مزبور در مصاحبه با آژانس بین‌المللی انرژی اتمی گفت که وی تصمیم گرفته بود، از لوله‌های چرخان (پروانه‌ها) که از ترکیب کربن ساخته شده بودند، استفاده کند، زیرا وی معتقد بود ساخت لوله‌های چرخان (پروانه‌ها) فولادی سخت، بسیار دشوار است.
بنا بر اعلام ایران، این شرکت پیمانکار بین ماه‌های مارس و ژوئن 2003، هفت لوله چرخان (پروانه) تغییریافته ساخت و چند آزمایش مکانیکی انجام داد و به این شکل، قطعات و تجهیزات تهیه‌شده به شرکت پارس‌تراش در تهران فرستاده شدند. کارشناسان آژانس بین‌المللی انرژی اتمی با بدبینی اظهار داشتند که آزمایش لوله‌های چرخان (پروانه‌ها) خیلی سریع و پیش از اینکه قطعات تخصصی در آنها به کار گرفته شود، انجام شده است. ایران در ماه می سال 2004 پذیرفت، شرکتی که طرف قرارداد مربوط به کار روی دستگاه سانتریفیوژ P-2 بود، چند آهن‌ربا برای استفاده در سانتریفیوژها از منابع آسیایی خریداری کرده و خواستار سفارش خرید برای چهار هزار آهن‌ربا بوده است. ایران همچنین برخلاف اظهارات قبلی خود اعلام کرد که لوله‌های چرخان (پروانه‌ها) ترکیبی، درواقع در یک کارگاه آموزشی در سازمان صنایع دفاع که آژانس بین‌المللی انرژی اتمی در ماه می سال 2004 از آن بازدید کرد ساخته شده بودند.