اساس کار بمب هسته ای شما احتمالاً در کتابهای تاریخ خواندهاید که بمب هستهای در جنگ جهانی دوم توسط آمریکا علیه ژاپن بکار رفت و ممکن است فیلمهایی را دیده باشید که در آنها بمبهای هستهای منفجر میشوند. | |
شما احتمالاً در کتابهای تاریخ خواندهاید که بمب هستهای در جنگ جهانی دوم توسط آمریکا علیه ژاپن بکار رفت و ممکن است فیلمهایی را دیده باشید که در آنها بمبهای هستهای منفجر میشوند. درحالیکه در اخبار میشنوید، برخی کشورها راجع به خلع سلاح اتمی با یکدیگر گفتگو میکنند، کشورهایی مثل هند و پاکستان سلاحهای اتمی خود را توسعه میدهند. ما دیدهایم که این وسایل چه نیروی مخرب خارقالعادهای دارند، ولی آنها واقعاً چگونه کار میکنند؟ در این بخش خواهید آموخت که بمب هستهای چگونه تولید میشود و پس از یک انفجار هستهای چه اتفاقی میافتد؟ انرژی هستهای به 2 روش تولید میشود: 1- شکافت هستهای: در این روش هسته یک اتم توسط یک نوترون به دو بخش کوچکتر تقسیم میشود. در این روش غالباً از عنصر اورانیوم استفاده میشود. 2- گداخت هستهای: در این روش که در سطح خورشید هم اجرا میشود، معمولاً هیدروژنها با برخورد به یکدیگر تبدیل به هلیوم میشوند و در این تبدیل، انرژی بسیار زیادی بصورت نور و گرما تولید میشود. طراحی بمبهای هستهای: برای تولید بمب هستهای، به یک سوخت شکافتپذیر یا گداختپذیر، یک وسیله راهانداز و روشی که اجازه دهد تا قبل از اینکه بمب خاموش شود، کل سوخت شکافته یا گداخته شود نیاز است. بمبهای اولیه با روش شکافت هستهای و بمبهای قویتر بعدی با روش گداخت هستهای تولید شدند. ما در این بخش دو نمونه از بمب های ساخته شده را بررسی می کنیم: بمب شکافت هستهای : 1- بمب هستهای (پسر کوچک) که روی شهر هیروشیما و در سال 1945 منفجر شد. 2- بمب هستهای (مرد چاق) که روی شهر ناکازاکی و در سال 1945 منفجر شد. بمب گداخت هستهای : 1- بمب گداخت هستهای که در ایسلند بصورت آزمایشی در سال 1952 منفجر شد. بمبهای شکافت هستهای: بمبهای شکافت هستهای از یک عنصر شبیه اورانیوم 235 برای انفجار هستهای استفاده میکنند. این عنصر از معدود عناصری است که جهت ایجاد انرژی بمب هستهای استفاده میشود. این عنصر خاصیت جالبی دارد: هرگاه یک نوترون آزاد با هسته این عنصر برخورد کند ، هسته به سرعت نوترون را جذب میکند و اتم به سرعت متلاشی میشود. نوترونهای آزاد شده از متلاشی شدن اتم ، هستههای دیگر را متلاشی میکنند. زمان برخورد و متلاشی شدن این هستهها بسیار کوتاه است (کمتر از میلیاردم ثانیه ! ) هنگامی که یک هسته متلاشی میشود، مقدار زیادی گرما و تشعشع گاما آزاد میکند. مقدار انرژی موجود در یک پوند اورانیوم معادل یک میلیون گالن بنزین است! در طراحی بمبهای شکافت هستهای، اغلب از دو شیوه استفاده میشود: روش رها کردن گلوله: در این روش یک گلوله حاوی اورانیوم 235 بالای یک گوی حاوی اورانیوم (حول دستگاه مولد نوترون) قرار دارد. هنگامی که این بمب به زمین اصابت میکند، رویدادهای زیر اتفاق میافتد: 1- مواد منفجره پشت گلوله منفجر میشوند و گلوله به پائین میافتد. 2- گلوله به کره برخورد میکند و واکنش شکافت هستهای رخ میدهد. 3- بمب منفجر میشود. در بمب هیروشیما از این روش استفاده شده بود. روش انفجار از داخل: در این روش که انفجار در داخل گوی صورت میگیرد، پلونیم 239 قابل انفجار توسط یک گوی حاوی اورانیوم 238 احاطه شده است. هنگامی که مواد منفجره داخلی آتش گرفت رویدادهای زیر اتفاق میافتد: 1- مواد منفجره روشن میشوند و یک موج ضربهای ایجاد میکنند. 2- موج ضربهای، پلوتونیم را به داخل کره میفرستد. 3- هسته مرکزی منفجر میشود و واکنش شکافت هستهای رخ میدهد. 4- بمب منفجر میشود. بمبی که در ناکازاکی منفجر شد، از این شیوه استفاده کرده بود. بمب گداخت هستهای: بمبهای شکافت هستهای، چندان قوی نبودند! بمبهای گداخت هستهای ، بمب های حرارتی هم نامیده میشوند و در ضمن بازدهی و قدرت تخریب بیشتری هم دارند. دوتریوم و تریتیوم که سوخت این نوع بمب به شمار میروند، هردو به شکل گاز هستند و بنابراین امکان ذخیرهسازی آنها مشکل است. این عناصر باید در دمای بالا، تحت فشار زیاد قرار گیرند تا عمل همجوشی هستهای در آنها صورت بگیرد. در این شیوه ایجاد یک انفجار شکافت هستهای در داخل، حرارت و فشار زیادی تولید میکند و انفجار گداخت هستهای شکل میگیرد.در طراحی بمبی که در ایسلند بصورت آزمایشی منفجر شد، از این شیوه استفاده شده بود. اثر بمبهای هستهای: انفجار یک بمب هستهای روی یک شهر پرجمعیت خسارات وسیعی به بار می آورد . درجه خسارت به فاصله از مرکز انفجار بمب که کانون انفجار نامیده میشود بستگی دارد. زیانهای ناشی از انفجار بمب هستهای عبارتند از : - موج شدید گرما که همه چیز را میسوزاند. - فشار موج ضربهای که ساختمانها و تاسیسات را کاملاً تخریب میکند. - تشعشعات رادیواکتیویته که باعث سرطان میشود. - بارش رادیواکتیو (ابری از ذرات رادیواکتیو که بصورت غبار و توده سنگهای متراکم به زمین برمیگردد) درکانون زلزله، همهچیز تحت دمای 300 میلیون درجه سانتیگراد تبخیر میشود! در خارج از کانون زلزله، اغلب تلفات به خاطر سوزش ایجادشده توسط گرماست و بخاطر فشار حاصل از موج انفجار ساختمانها و تاسیسات خراب میشوند. در بلندمدت، ابرهای رادیواکتیو توسط باد در مناطق دور ریزش میکند و باعث آلوده شدن موجودات، آب و محیط زندگی میشود. دانشمندان با بررسی اثرات مواد رادیواکتیو روی بازماندگان بمباران ناکازاکی و هیروشیما دریافتند که این مواد باعث: ایجاد تهوع، آبمروارید چشم، ریزش مو و کمشدن تولید خون در بدن میشود. در موارد حادتر، مواد رادیواکتیو باعث ایجاد سرطان و نازایی هم میشوند. سلاحهای اتمی دارای نیروی مخرب باورنکردنی هستند، به همین دلیل دولتها سعی دارند تا بر دستیابی صحیح به این تکنولوژی نظارت داشته باشند تا دیگر اتفاقی بدتر از انفجارهای ناکازاکی و هیروشیما رخ ندهد. پایان مطلب |
آب مقطر آب طبیعی به علت خاصیت حل کنندگی خوبی که دارد معمولا دارای حجم بالایی از نمکهای محلول در آب میشود. CO2 هوا به خاطر انحلال در آب و تولید اسید کربنیک ضعیف ، خاصیت خورندگی آب را بهبود میبخشد. | |
نگاه کلی: آب طبیعی به علت خاصیت حل کنندگی خوبی که دارد معمولا دارای حجم بالایی از نمکهای محلول در آب میشود. CO2 هوا به خاطر انحلال در آب و تولید اسید کربنیک ضعیف ، خاصیت خورندگی آب را بهبود میبخشد. بنابراین آب هنگام عبور از محیطهای گوناگون مخصوصا محیطهای آهکی مقداری از کربناتها را در خود حل میکند که این کربناتها همراه یونهایی مثل کلسیم ، منیزیم و … باعث ایجاد سختی موقت میشود که با جوشاندن از بین میرود. البته یونهای منیزیم و کلسیم و سایر یونهای فلزی با سولفات و نیترات و کلرو ایجاد سختی دائم میکنند. سختی آب باعث رسوب کردن صابون در آب میشود (خاصیت کف کنندگی صابون را از بین میبرد) اثرات زیانبخش ناخا لصیهای آب در صنعت :
وجود ناخالصیها در آب باعث ایجاد رسوب در دستگاههای حرارتی و دیگ بخار میشود که این عمل باعث کاهش عمر مفید دستگاه میگردد. بخاری که از آبهای ناخالص تولید میشود دارای کیفیت بسیار پایینی میباشد به عنوان مثال سیلیس همراه بخار خارج شده و در اثر سرد شدن روی پرههای توربین رسوب میکند. خوردگی بویلرها و تأسیسات حرارتی و لولهها ، اتلاف مواد شیمیایی و باقی گذاشتن لکه روی محصولات غذایی و نساجی از عوارض دیگر آبهای ناخالص میباشد. بهترین آب برای استفاده در صنعت آب بدون یون است اما هزینه تولید آب بدون یون بسیار بالاست. بنابراین در اکثر آزمایشگاهها و واحدهای صنعتی از آب مقطر استفاده میکنند همچنین در مناطق کویری و خشک که منابع آب آشامیدنی محدود میباشد. از روش تقطیر آب دریا برای تولید آب آشامیدنی استفاده میشود. روش تقطیر آب از آب مقطر به دست آمده در آزمایشگاههای شیمی بطور گسترده استفاده میشود همچنین آب مقطر استریل شده در تزریقات کاربرد فراوانی دارد. آب مقطر مانند آب آشامیدنی گوارا نمیباشد. زیرا مقداری از اکسیژن محلول و همچنین برخی از یونهایی که باعث ایجاد طعم خوب آب میشود را از دست داده است. در تاسیسات آب شیرین کن بعد از اینکه آب شور را تقطیر کرده و آب مقطر تولید میکنند طی فرآیندهایی که روی آب انجام میدهند طعم آن را بهبود بخشیده و برای نوشیدن مناسب میسازند. برخی خواص آب مقطر : |
تعیین مقدار اکسیژن محلول (DO) تمام موجودات زنده برای انجام متابولیسم و تهیه انرژی جهت رشد و تولید مثل نیاز به اکسیژن به فرمهای مختلف دارند... | |
مقدمه: رسوب سفید رنگ رسوب قهوهای رنگ معرفهای لازم: |
تجزیه عنصری،تفکیک مخلوط ترکیبات آلی | |
مقدمه: در مواردی که سدیم به مقدار کافی به کار برده نشود و ماده مورد نظر دارای گوگرد ونیتروژن (هردو)باشد گاهی تفکیک به خوبی صورت نمی گیرد واین دو عنصر به صورت ترکیب NaSCNظاهر می گردند.برای شناسایی این ترکیب از کلرو فرمیک10درصد استفاده می شود.
تجزیه کیفی مواد آلی به روش ذوب قلیایی جهت تشخیص نیتروژن، گوگرد و هالوژنها وقتی محلولهای قلیایی نمکهای فروی بالا جوشانده میشود بر اثر اکسیژن هوا کمی یون فریک تشکیل میشود. (بر اثر سولفوریک اسید رقیق هیدروکسیدهای فرو و فریک تشکیل شده حل میشوند) فروسیانیدها با نمک فریک تشکیل فروسیانید فریک (آبی پروس) میدهند. برای اسیدی کردن محیط نباید از (HCl) استفاده کرد زیرا به علت تشکیل (FeCl6) رنگ زرد در محیط ایجاد میشود و به جای آبی پروس رنگ سبز ظاهر میشود. به همین دلیل کلرید فریک نیز نباید اضافه شود. همانطوری که قبلا ذکر شده است بر اثر اکسیداسیون به وسیله هوا در محیطهای قلیایی گرم به مقدار کافی یونهای فریک تشکیل میشود بنابراین نیازی به افزایش یون فریک نیست، افزایش مقدار کمی محلول رقیق فلوئورید پتاسیم ممکن است به تشکیل آبی پروس در محلول که به آسانی قابل صاف شدن است کمک نماید (Fe3+ با F- تولید FeF63- میکند که پایدار است و باعث خارج شدن Fe3+ از محیط عمل میشود). بخش عملی (ذوب قلیایی) شناسایی نیتروژن شناسایی گوگرد شناسایی هالوژنها ب) اگر مخلوط چند هالوژن وجود داشته باشد: شناسایی ید پس از تشخیص ید از محلول همین لوله آزمایش برای تشخیص برم استفاده کنید. بدین طریق که مجددا مقداری محلول نیتریت سدیم افزوده و مقدار جزئی گرم کنید. بعد شدیدا تکان دهید و صبر کنید تا دو لایه از هم جدا شوند، لایه رویی را در لوله آزمایش تمیز دیگری بریزید و لایه بنفش رنگ تتراکلرید کربن را دور بریزید. به لایه رویی که در لوله آزمایش تمیز ریخته بودید یک میلی لیتر تترا کلرید کربن اضافه کنید و قطره قطره محلول 20% نیتریت سدیم بیفزائید و در ضمن افزایش لوله را تکان دهید اگر باز هم لایه زیری رنگی شد محلول سدیم نیتریت بیشتری ریخته و پس از تکان دادن و سپس جدا شدن دو لایه لایه رویی را به لوله آزمایش دیگری منتقل کنید و لایه زیری را دور بریزید و بر روی لایه رویی این عمل را آنقدر تکرار کنید تا دیگر لایه رنگی ایجاد نشود، در این صورت دیگر در محلول شما ید وجود ندارد. حال بر روی این محلول آزمایش تشخیص برم انجام دهید. (توجه کنید که اگر در ابتدای آزمایش رنگ بنفش ظاهر نشود نشانه عدم حضور ید در محلول است و بنابر این نیازی به استخراج ید نیست و از همان ابتدا میتوان برای تشخیص برم عمل کرد). شناسایی برم چون در داخل لوله آزمایش ید وجود ندارد اگر کاغذ آزمایش فلورسئین به رنگ صورتی در آید نشانه وجود برم در جسم آلی است (البته باید توجه داشت که ید نیز چنین جوابی میدهد بنابر این باید ابتدا ید را کاملا از محیط عمل خارج ساخت و سپس آزمایش مربوط به برم را انجام داد) برای تشخیص کلر از محتویات همین لوله استفاده میکنیم شناسایی کلر روش تشخیص هالوژنها با استفاده از آب کلر منابع: |
چگونگی ساخت تفلون
تفلون از پلیمر شدن رادیکالی تترا فلوئورو اتیلن تشکیل می شود.داستان کشف ان حکایت جالبی از کشف های تصادفی در شیمی است که نخستین بار در ازمایشگاه تحقیقاتی شرکت دوپان روی داده است. | |
تفلون از پلیمر شدن رادیکالی تترا فلوئورو اتیلن تشکیل می شود.داستان کشف ان حکایت جالبی از کشف های تصادفی در شیمی است که نخستین بار در ازمایشگاه تحقیقاتی شرکت دوپان روی داده است. در ان زمان با این که تترافلوئورواتیلنسنتز شده بود,ولی کوشش برای پلیمر کردن ان ناموفق بود.از انجایی که این ترکیب گازی دردر یک سیلندر کوچک نگهداری می شد,پس از مدتی که برای اجرای ازمایش دیگری به این ماده نیاز شد,با باز شدن شیر سیلندر هیچ گازی از ان بیرون نیامد.فرد ازمایشگاه برای رد این فرضیه که "گاز از ظرف نشت کرده است."یسلندر را با ترازو کشید و مجموع جرم سیلندر و گاز را با با مجموع جرم سیلندر و گازی که در ابتدا در ان بوده,مقایسه کرد. یکسان بودن این مقادیر اشکار کرد که گاز تترافلورئوراتیلن باید به فراورده دیگری تبدیل شده باشد.کنجکاوی این شیمیدان سبب شد تا وی سیلندر را ببرد و پی به وجود ماده جامدپلیمری در درون سیلندر ببرد.پلیمری که او پیدا کرد خواص جالبی داشت و همین انگیزه ای برای تلاش های بعدی شد.نتیجه این کوشش ها سرانجام به روشی بای تهیه این پلیمر منتهی شد.تفلون به دلیل داشتن ساختاری خطی و بدون پیچیدگی فضا شیمیایی,دمای ذوب بالایی (327 )دارد.تفلون,پلیمری انحلال ناپذیر و از نظر شیمیایی بسیار بی اثر است.ازتفلون برای ساختن سوپاپ ها و پوشش های مقاوم در برابر مواد شیمیایی استفاده می شود و به دلیل خواص نچسب و مقاومت گرمایی بالایی که دارد,کاربرد وسیعی در پوشش دادن به ظروف پخت و پز یافته است. |