دانلود تحقیق بررسی یک عنصر رادیواکتیو

Word 45 KB 10319 12
مشخص نشده مشخص نشده مهندسی مواد و متالورژی
قیمت: ۲,۰۰۰ تومان
دانلود فایل
  • بخشی از محتوا
  • وضعیت فهرست و منابع
  • معرفی:

    یکی از موادرادیواکتیو موجود در طبیعت گاز تریتیم است که یک ماده پرتوزای گسیلنده بتا می باشد. تریتیم به عنوان یک گاز رادیو اکتیو در تهران همواره پرتوهای بتایی را از خود گسیل می نماید.

    اولین عنصر شیمیایی جدول تناوبی هیدروژن است که گازی بی رنگ و بی مزه بوده و با نماد H نشان داده می شود. هیدروژن دارای 3 ایزوتوپ می باشد: (ایزوتوپ به ویژه هسته هایی گفته می شود که دارای عدد اتمی یکسان بوده ولی در تعداد نوترونها با هم فرق دارند)

    1. هیدروژن با نماد H و جرم اتمی یک که %98/99 این عنصر را تشکیل می هد.

    2.دوتریم با نماد D و جرم اتمی دو، دومین ایزوتوپ عنصر هیدروژن می باشد که 02/0% فراوانی دارد.

     

    3.تریتیم با نماد T و جرم اتمی سه، تنها ایزوتوپ رادیو اکتیو هیدروژن است که در حالت طبیعی بسیار کم بوده، اما بطور مصنوعی از طریق واکنشهای مختلف هسته ای  در شتابدهنده ها و راکتورها تولید می شود که علت تهیه آن کاربردهای وسیع آن می باشد. تریتیم مانند هیدروژن بصورت دو مولکولی یعنی T2 می باشد و در شرایط عادی گازی شکل است. تفاوتهای T2 و H2 در جدول زیر نمایش داده شده است:
          

    T2

    H2

    خواص

    54/252 -

    20/259 -

    نقطه ذوب (°C)

    12/248 -

    77/252 -

    نقطه جوش در فشار یک اتمسفر(°C)

    333

    216

    گرمای بخار (cal/mol)

    393

    247

    گرمای تصعید (cal/mol)

     

     

    از نظر شیمیایی، تریتیم مشابه هیدروژن عمل می کند، اما از آنجاییکه تریتیم جرم بزرگتری دارد، در بسیاری از واکنشها، خیلی کندتر از هیدروژن جایگزین
    می شود. با توجه به اینکه تریتیم یک رادیوایزوتوپ است (رادیوایزوتوپ به ایزوتوپهایی از عناصر گفته می شود که به علت ناپایدار بودن ساختار هسته ای از خود فوتون و ذرات مختلف گسیل می کنند) لذا با ساطع نمودن پرتوهای بتای منفی (تبدیل یک نوترون به پروتون) به هلیم با عدد جرمی 3 تبدیل می شود و در این فرآیند به هیچ وجه نشر اشعه گاما رخ نمی دهد. تریتیم ساطع کننده پرتو b با ماکزیمم انرژی

     kev 18 (کیلو الکترون ولت = kev) است که این ذرات b توسط لایه ای از هوا با ضخامت mm 7 یا کاغذی با ضخامت mm 01/0 کاملاً متوقف می شوند. نیمه عمر فیزیکی تریتیم 3/12سال می باشد.

    گاز تریتیم بطور طبیعی در هوا وجود دارد درحالت طبیعی بصورت گاز(بخار) بوده وقابلیت حل در آب را نیز دارد و به ازای هر 1018 اتم هیدروژن یک اتم تریتیم در اتمسفر وجود دارد که منشاء  تهیه طبیعی آن بطور عمده از بمباران نیتروژن در قسمتهای فوقانی اتمسفر توسط نوترون و پروتون حاصل از اشعه های کیهانی مانند واکنش ذیل منشاء می گیرد

    البته تریتیم عمدتا  به شکل بخار ترکیباتی از اکسیژن (DTO,HTO,….) در هوا وجود دارد.بعد از شروع ازمایشات سلاح های هسته ای در سال 1954 غلظت این گاز رادیواکتیو در اتمسفر افزایش یافت بطوری که قبل از شورع این آزمایشات آب باران تقریباً شامل 10-1 اتم تریتیم در 1018  اتم هیدرژن بود که این مقدار اکنون به حدود 500 اتم تریتیم به ازای  1018اتم هیدروژن افزایش یافته است. به علت کاربردهای وسیع این ماده رادیواکتیو برای تهیه آن از شتابدهنده ها و راکتورها از طریق واکنشهای مختلف استفاده می کنند.

    اهمیت اندازه گیری میزان تریتیم:

     

    اندازه گیری تریتیم موجود در هوا وتریتیم موجود درآب از لحاظ مسائل پرتوگیری ومحاسبه میزان آلودگیهای رادیواکتیو که از مهمترین عوامل مضراین مواد هستند بسیار حائز اهمیت می باشد و بسیاری از سازمانهای بین المللی که مرتبط با سلامتی افراد ومحیط زیست و مواد رادیواکتیو هستند برای اندازه گیری آن اقدام
    می کنندوقوانین بسیار زیادی را برای تمام مواد رادیواکتیو از لحاظ حد مجاز آنها در محیط (هواو آب و خاک و غیره)وضع کرده اند.بررسی، تهیه و کاربردهای تریتیم،خواص تریتیم ،سمیت تریتیم و اثرات آن (شامل اثرات بیولوژیکی و ژنتیکی) و ....بسیار گسترده و وسیع و خارج از موضوع این بحث است.البته بر روی این موارد تحقیقات بسیار وسیع در سطح بین المللی صورت گرفته که نتایج آنها موجود است.روشهای مختلف اندازه گیری تریتیم موجود در هوا و آب و اثار مختلف تریتیم نیز بصورت تئوری و کاربردی در سطح دنیا موجود است که از آنها استفاده می شود. امروزه برای اندازه گیری گازتریتیم درمحیط وبخصوص دراطرا ف نیروگاهها که غلظت این گازنسبتا زیاداست وممکن است برای پرسنل نیروگاهها خطرناک باشد دستگاههای پیشرفته ای وجود دارد که بااستفاده ازآنها درظرف چند دقیقه مقدارغلظت این گازدرمحیط مشخص می شود.اما اساس کارتمام این دستگاه بصورت مراحل مذکوراست.

     روش اندازه گیری :

                با توجه به مقدمه فوق و اهمیت اندازه گیری مواد رادیو اکتیو موجود در تمام محیط ها شامل هوا و آب و خاک و ... یک سری آزمایشات برای اندازه گیری مقدارگاز تریتیم موجود در هوا صورت گرفت که البته با توجه به خطای نسبتا زیاد این روش ولی در عین حال نتیجه قابل قبول آن، به شرح آن می پردازیم:

     

    اساس این اندازه گیری برمبنای مکش وسپس حل گاز تریتیم موجود در هوا
    ( که اغلب به صورت (DTO,HTO,…. درداخل آب و استفاده از روشهای متداول برای تعیین غلظت تریتیم موجود در آب است.

    همانگونه که قبلا نیز اشاره شد چون اغلب تریتیم موجود در هوا به صورت ترکیباتی مشابه بخار آب در هوا می باشند لذا این ترکیبات که اساسا هم خانواده با آب   H2O  می باشند در اثرعبور از آب در داخل آن حل می شوند.در واقع اگر به هر طریق دیگری هم بتوانیم بخار موجود در هوا را بصورت مایع در آوریم باید انتظار داشته باشیم که مقدار تریتیم موجود در هوا را از این طریق هم بتوانیم اندازه بگیریم.

     

    شیوه انجام اندازه گیری بدین صورت است که در ابتدا با برقرار نمودن یک سیستم آزمایشگاهی شامل دو بابلرbubler)) و یک پمپ،شرایط  مکش هوا به داخل آب فراهم شد.بابلر اول که Degassing Vessel (ظرف حباب ساز) نام داردیک ظرف شیشه ای استوانه ای شکل کاملآ بسته با حجم cc 200  و شامل یک مسیر ورودی در بالا که هوای ورودی را مستقیمآ به انتهای ظرف هدایت و مسیر خروجی در کناره بالائی آن که هوای خارج شده از آب را به طرف پمپ هدایت می کند .در انتهای لوله ورودی ظرف اول یک فیلتر شیشه ای(glass filter)قرار دارد که جهت ایجاد حباب بکارمی رود.هرچقدر که مش فیلتر (تعدادروزنه ها درواحد سطح)بیشتر باشد حبابهای ریزتری ایجادمی شود که در نتیجه گازهای(و بخارهای)موجوددر هوا در هنگام عبور از داخل آب بهتر حل می شوند به عبارتی احتمال حل شدن آنها افزایش می یابد.بابلر دوم که Security  vessel  (ظرف ایمنی) نام دارد نیز یک ظرف شیشه ای مشابه ظرف اول اما با طول لوله ورودی کوتاهتر و بدون فیلتر شیشه ای است که به منظور ایمن سازی سیستم به کار می رود.چنانچه در اثر مکش پمپ رطوبت یا آبی از ظرف اول خارج شود در داخل آن به دام می افتد و مانع آسیب رسیدن به پمپ
    می شود.مسیر ورود هوا با روشن شدن پمپ در شکل فوق نمایش داده شده است.پمپ مورد استفاده در این آزمایش یک پمپ کوچک مکش با فلوی (مقدار مکش هوا در واحد زمان) حداکثر lit/min  1 است.

    پس از برقراری سیستم فوق ابتدا در داخل ظرف اول مقدار cc 100 آب مقطر می ریزیم. سپس پمپ را در فلوی  lit/min 5/0 تنظیم نموده  آن را روشن می کنیم و همزمان با روشن کردن زمان را نیز یادداشت می کنیم. هر چه مدت زمان مکش بیشتر شود حجم بیشتری از هوا از داخل آب عبور می کند که در نتیجه دقت آزمایش بیشتر می شود. البته رنج این مدت زمان باید در حدود چند روز به طور پیوسته باشد که از جمله عوامل خطا در این آزمایش گسسته و کم بودن زمان به علت محدودیت زمان کاری بوده است.پس از خاموش کردن پمپ می توان اظهار داشت که در حال حاضر آب مقطر داخل ظرف Degassing Vessel  ممکن است حاوی گازها و ذرات معلق مختلف موجود در هوا با ضرایب حلالیت مختلف در آب، باشند .

    اما با توجه به اینکه تنها گاز رادیو اکتیو بتا زا موجود در هوا تریتیم است لذا اندازه گیری آن مسیر مشخص خود را دارد و وجود احتمالی سایر موارد تاثیری بر اندازه گیری تریتیم ندارد.

     

    در مرحله بعد از نمونه فوق به مقدار CC 2 به عنوان نمونه (ویال شماره 1 ) برداشته شده و در داخل یک ویال(ظرفهای استوانه ای شکل پلی اتیلنی با در پوش که جهت قرار دادن نمونه های مایع مواد شیمیایی به کار می رود) با حجم CC 20 ریخته می شود.چون قرار است نمونه فوق با یک آشکارساز مخصوص شمارش بتا  شمارش شود لذا CC 18 از مایع سنتیلاسیون (Liquid Scintillationn) به آن اضافه
    می کنیم. مایع سنتیلاسیون مایعی است که از مولکولهای بزرگ آلی شامل حلقه های فنیل و نفتالین و ...تشکیل شده است. این مایع غیر اکتیو است و کار آن به علت ساختارشیمیایی جذب ذرات بتای گسیل شده از نمونه محلول در آن و در مقابل ساطع کردن فوتونهایی در ناحیه مرئی می باشد.علت انتخاب CC 18 مایع سنتیلاسیون و CC 2 نمونه استفاده از نتایج تحقیقات در این زمینه بوده است که با چنین نسبتی بهترین نتایج بدست آمده است.
  • فهرست:

    ندارد.


    منبع:

     

    1-     شیمی عمومی/ دکتر غلامرضا قاضی مقدم/ انتشارات دانشگاه تهران/ سال1375/ چاپ سوم/ تهران

    2-     درآمدی بر فیزیک امروز/ هانس اهانیان/ ترجمه مهدی گلشنی، ناصر مقبلی/ انتشارات خوارزمی/ سال 1378/ چاپ اول/ تهران

    3-     مبانی فیزیک نوین/ ریچارد وایدنر، رابرت سلز/ ترجمه علی اکبر بابایی، مهدی صفا/ مرکز نشردانشگاهی/ سال 1382/ چاپ هفتم/ تهران

    سایت های اینترنتی:

    1-     سایت اینترنتی: www.ngdir.ir / مقاله ای راجع به واپاشی

    2-     سایت اینترنتی: www.hupaa.com / مقاله ای راجع به تریتیم

    3-     سایت اینترنتی: www.irgenetics.com / مقاله ای راجع به رادرفورد

     

ایزوتوپ ها در سال ١٢٣٩ شمسی (١٩١٠م) دانشمندان با مشکلی مواجه شدند و آن اینکه بعضی محصولات واپایشی ها. خواص شیمیایی یکسانی داشتند ولی خواص فیزیکی آنها متفاوت بود. "سدی" که یک دانشمند (شیمی دان) انگلیسی است متوجه شد محصول نهایی و پایدار واپاشی اورانیم یا رادیم خواص شیمیایی سرب را دارد. همچنین محصول نهایی واپاشی توریوم نیز خواص شیمیایی سرب را دارد ولی همه آنها جرم اتمی متفاوت با ...

نیمه عمر ماده رادیواکتیو یعنی چه ؟ هیچ کس نمی تواند زمان فروپاشی هسته اتم به خصوصی را پیش بینی کند . مثلا فروپاشی یک هسته به خصوص رادیم می تواند یک ثانیه دیگر ، فردا یا 10000 سال دیگر صورت گیرد البته یک چیز را می توان با اطمینان خاطر پیش بینی کرد . از 100000 هسته رادیم پس از 1620 سال دقیقا 50000 هسته(50% از آنها) فرو می پاشند . فروپاشی نیمی از هسته ها در یک قطعه اورانیم 238، 5/4 ...

ایزوتوپها با عدد جرمی آنها مشخص می‌شوند. حتی در حالت پایه بسیاری از ایزوتوپها ناپایدارند که ایزوتوپهای ناپایدار را رادیوایزوتوپ میگویند. رادیو ایزوتوپ را ایزوتوپ‌های ناپایدار گویند. این هسته‌ها می‌توانند به طرق آلفا، بتا، گیراندازی الکترون و... تلاشی انجام داده و به حالتهای پایدارتری از انرژی برسند. دیدکلی رادیوایزوتوپها را به عنوان ایزوتوپهای ناپایدار شناختیم. حال این سوال پیش ...

در پزشکی کاربرد رادیو ایزوتوپ ها ( اتم های یک عنصر را که عدد اتمی یکسان و عدد جرمی متفاوت دارند ، ایزوتوپ های آن عنصر می نامند بارهای مثبت که همان تعداد پروتون ها می باشند را عدد اتمی و مجموع تعداد پروتون ها و نوترون های هسته یک اتم را عدد جرمی آن می گویند ) در سه زمینه متمرکز است که عبارتند از تشخیص ، درمان و تحقیق به عنوان مثال P ( با عدد جرمی 32 یک گسیلنده بتا با نیمه عمر ...

مقدمه درون هر اتم مي‌توان سه ذره ريز پيدا کرد: پروتون، نوترون و الکترون. پروتونها در کنار هم قرار مي‌گيرند و هسته اتم را تشکيل مي‌دهند، در حالي که الکترونها به دور هسته مي‌چرخند. پروتون بار الکتريکي مثبت و الکترون بار الکتريکي منفي دارد و از آنج

این روزها در مجلات,روزنامه ها,تلویزیون وغیره از همه چیز میشنویم ولی بیشتر از همه فعالیت های صلح آمیزوغیر صلح آمیز هسته ای است که ذهنمان را مشغول میسازد.در اینجا سعی بر آن است که مطالب حتی الامکان به صورت عامه فهم وبه گونه ای که حق مطلب ادا شود,برای شما توضیحاتی پیرامون بمب های هسته ای ,تشعشعات هسته ای ونیروگاههای هسته ای عنوان شود. قبل از اینکه به اصل موضوع بپردازیم خدمت دوستان ...

مواد رادیواکتیو از اتم های ناپایداری تشکیل می شوند که تجزیه می شوند و انرژی سطح بالایی به نام تابش رادیواکتیو را آزاد می کنند این اتمها نهایتا عناصر جدیدی را تشکیل می دهند. سه نوع تابش رادیواکتیو وجود دارد که ذرات آلفا ، ذرات بتا ، و پرتوهای گاما خوانده می شوند. اطلاعات اولیه: پرتو آلفا (دو پروتون و دو نوترون): جرم چهار واحد اتمی (a.m.u) و بارالکتریکی مثبت در پرتو بتا ...

ساختار نيروگاه هاي اتمي جهان برحسب نظريه اتمي عنصر عبارت است از يک جسم خالص ساده که با روش هاي شيميايي نمي توان آن را تفکيک کرد. از ترکيب عناصر با يکديگر اجسام مرکب به وجود مي آيند. تعداد عناصر شناخته شده در طبيعت حدود ?? عنصر است. هيدروژن ا

فیزیک اتمی مقدمه فیزیک اتمی- مولکولی که مربوط به فیزیک جدید است از زمانی متولد شد که دانشمندان متوجه شدند کوچکترین جزء در طبیعت اتم نیست بلکه اتم از اجزای کوچکتری به نام الکترون‌ها و هسته تشکیل شده است. یعنی اتم از هسته‌ای تشکیل شده است که الکترون‌هایی در اطراف آن می‌گردند فیزیک اتمی به بررسی نقل و انتقال‌های الکترون‌های اطراف هسته می‌پردازد و خواص آنها را مورد بررسی قرار ...

تاريخچه سيزيم ( واژه لاتين caesius به معني آبي آسماني) در سال 1860 بوسيله Robert Bunsen و Gustav Kirchhoff در آب معدني Durkheim وبصورت طيف نمايي کشف شد.هويت آن بر اساس خط آبي درخشان در طيف آن بود و اولين عنصري است که بوسيله تحليل طيف کشف گرديد.اولي

ثبت سفارش
تعداد
عنوان محصول