X
تبلیغات
رادیواکتیو

عناوین مطالب وبلاگ

 

مصارف زيركونيم و هافنيم - دوشنبه سی و یکم فروردین 1388

جداسازي‌هاي راديوشيميايي - سه شنبه بیست و پنجم فروردین 1388
زباله سوز هسته ای - سه شنبه هجدهم فروردین 1388
واژه‌نامه چرخه سوخت هسته ای - سه شنبه هجدهم فروردین 1388
محاسبات اقتصاد مهندسي در بخش انرژي - سه شنبه هجدهم فروردین 1388
مقررات كيفيت سوخت - سه شنبه هجدهم فروردین 1388
انرژی و محیط زیست - سه شنبه هجدهم فروردین 1388
روش های تحلیلی هسته ای - سه شنبه یازدهم فروردین 1388
زمین شناسی هسته ای با استفاده از گمانه - سه شنبه یازدهم فروردین 1388
نشاندار كردن ايزوتوپي و غير ايزوتوپي - یکشنبه یازدهم اسفند 1387
راديونوكليدهاي توليدي راكتور - یکشنبه یازدهم اسفند 1387
راديونوكليدهاي با نيمه عمر كوتاه - یکشنبه یازدهم اسفند 1387
توليد راديونوكليدها - یکشنبه یازدهم اسفند 1387
كنترل كيفي كاليبراتور دز - یکشنبه یازدهم اسفند 1387
كنترل كيفيت راديوداروها - یکشنبه یازدهم اسفند 1387
مديريت پسمانداري راديواكتيو - دوشنبه پنجم اسفند 1387
اساس کار PET - دوشنبه پنجم اسفند 1387
روشهاي راديو اكتيو در آناليز[1] - شنبه بیست و ششم بهمن 1387
خطرات ناشي از مواد راديواكتيو - شنبه بیست و ششم بهمن 1387
برهم كنش هاي تابش با ماده - شنبه دوازدهم بهمن 1387
گسستگی زمان و فضا-قسمت۲ - شنبه پنجم بهمن 1387
گسستگی زمان و فضا-قسمت۱ - شنبه پنجم بهمن 1387
جهانهاي ماده و ضد ماده - شنبه پنجم بهمن 1387
پديده تونل زنی (Tunnel Effect) - شنبه پنجم بهمن 1387
تولید انرژی از تابش هسته ای - شنبه پنجم بهمن 1387
چشمه های رادیواکتیو با قدرت بالا - شنبه چهاردهم دی 1387
كاربرد راديوايزوتوپ‌ها در بيولوژي (زيست‌شناسي)3 - پنجشنبه پنجم دی 1387
كاربرد راديوايزوتوپ‌ها در بيولوژي (زيست‌شناسي)2 - پنجشنبه پنجم دی 1387
كاربرد راديوايزوتوپ‌ها در بيولوژي (زيست‌شناسي)1 - پنجشنبه پنجم دی 1387
چرخه سوخت هسته ای - یکشنبه یکم دی 1387
سنتیلاسیون مایع - یکشنبه یکم دی 1387
تجهيزات آشكارسازي سنتيلاسيون - یکشنبه یکم دی 1387
فيلم بج - دوشنبه هجدهم آذر 1387
آشكار سازهاي سنتيلاسيون (سوسوزن) - دوشنبه هجدهم آذر 1387
اطاقكهاي يونش - دوشنبه هجدهم آذر 1387
مباني راكتورهاي هسته اي - دوشنبه هجدهم آذر 1387
کاربرد برخی رادیوایزوتوپها - دوشنبه هجدهم آذر 1387
کاربرد برخی رادیوایزوتوپها - دوشنبه هجدهم آذر 1387
غني‌سازي ايزوتوپي اورانيم - پنجشنبه بیست و سوم آبان 1387
غني سازي اورانيوم - پنجشنبه بیست و سوم آبان 1387
درمان با استفاده از رادیوایزوتوپها : - پنجشنبه بیست و سوم آبان 1387
پزشکی هسته ای - پنجشنبه بیست و سوم آبان 1387
مکانیک آماری هوآنگ - چهارشنبه سوم مهر 1387
توليد و فرآوري بعضي از ايزوتوپ‌هاي عادي توليد شده در رآكتور - پنجشنبه بیست و یکم شهریور 1387
راکتور یا سیکلوترون - پنجشنبه بیست و یکم شهریور 1387
توليد راديوايزوتوپ‌ها - پنجشنبه بیست و یکم شهریور 1387
درمان پركاري تيروئيد - شنبه شانزدهم شهریور 1387
سخنی از بزرگان علم - شنبه شانزدهم شهریور 1387
معرفی یک سایت - شنبه شانزدهم شهریور 1387
كاربردهاي راديوايزوتوپ‌ها در بهداشت و پزشكي - یکشنبه دوازدهم خرداد 1387
فيزيك بهداشت چیست؟ - سه شنبه هفتم خرداد 1387
مشكلات نسبيت و مكانيك كوانتوم - شنبه چهارم خرداد 1387
غني سازي اورانيوم - شنبه چهارم خرداد 1387
تعريف يك راديودارو - شنبه چهارم خرداد 1387
كشف پاد ذرات بر اساس كوانتوم - چهارشنبه یکم خرداد 1387
تعابیر فلسفی مکانیک کوانتومی - چهارشنبه یکم خرداد 1387
سير تاريخي علم فيزيك - چهارشنبه یکم خرداد 1387
توموگرافي گسيل پوزيترون (PET) - پنجشنبه بیست و ششم اردیبهشت 1387
انتخاب تجهیزات شمارش - پنجشنبه نوزدهم اردیبهشت 1387
چشمه ها با قدرت بالا - پنجشنبه نوزدهم اردیبهشت 1387
دارویی برای حفاظت در برابر تابش - پنجشنبه نوزدهم اردیبهشت 1387
پیام - پنجشنبه دوازدهم اردیبهشت 1387
ماموگرافی چیست؟ - پنجشنبه دوازدهم اردیبهشت 1387
کاربرد هاي پزشکي فناوري هسته اي - پنجشنبه دوازدهم اردیبهشت 1387
غني سازي اورانيوم - پنجشنبه دوازدهم اردیبهشت 1387
آیا می دانید بزرگترین اشتباه آلبرت اینیشتین چه بود؟ - شنبه یازدهم اسفند 1386
کوریمتر و كاليبره كننده هاي دز - شنبه یازدهم اسفند 1386
پرتودهی در راکتور - شنبه یازدهم اسفند 1386
راکتورهای تحقیقاتی برای تولید رادیوایزوتوپ - شنبه یازدهم اسفند 1386
کاربرد رادیوداروها - شنبه یازدهم اسفند 1386
رادیوداروهایی برای بدخیمی استخوان - شنبه یازدهم اسفند 1386
شیمی هسته ای - شنبه یازدهم اسفند 1386
فیزیک در ایران - سه شنبه ششم شهریور 1386
تولید انرژی از تابش هسته ای - سه شنبه ششم شهریور 1386
رادیو ایزوتوپ - چهارشنبه بیست و نهم فروردین 1386
روز شمار سانحه نيروگاه هسته اي چرنوبيل - دوشنبه بیست و سوم بهمن 1385
22 نكته براي مطالعه بهتر - دوشنبه بیست و سوم بهمن 1385
گاهشمار رویدادهای مهم در فیزیک هسته ای - پنجشنبه بیست و هشتم دی 1385
آشنايي با فيزيك پزشكي - پنجشنبه بیست و هشتم دی 1385
تابشهاي هسته اي - سه شنبه نوزدهم دی 1385
شناخت پسماندهاي پرتوزا - سه شنبه نوزدهم دی 1385
نقش فیزیک و کاربردهای آن در فناوری - جمعه هفدهم شهریور 1385
چگونگی شکل گیری پرتوهای کاتدی - جمعه هفدهم شهریور 1385
نگاهی به مراحل تولید سوخت هسته ای - جمعه هفدهم شهریور 1385
[عنوان ندارد] - چهارشنبه پانزدهم شهریور 1385
نقش فیزیک و کاربردهای آن در فناوری - یکشنبه بیست و پنجم تیر 1385
نگاهی به مراحل تولید سوخت هسته ای - یکشنبه بیست و پنجم تیر 1385
چگونگی شکل گیری پرتوهای کاتدی - یکشنبه بیست و پنجم تیر 1385
طرح مكانيزاسيون جمع آوري پسماندهاي جامد و نظافت معابر شهر تهران - چهارشنبه سی و یکم خرداد 1385
نگاهی به مراحل تولید سوخت هسته ای - پنجشنبه یازدهم خرداد 1385
چگونگی شکل گیری پرتوهای کاتدی - پنجشنبه یازدهم خرداد 1385
نقش فيزيك و كاربردهاى آن در فناورى - شنبه ششم خرداد 1385
نگاهی به مراحل تولید سوخت هسته ای - چهارشنبه بیست و هفتم اردیبهشت 1385
چگونگی شکل گیری پرتوهای کاتدی - چهارشنبه بیست و هفتم اردیبهشت 1385
چگونگی شکل گیری پرتوهای کاتدی - سه شنبه پنجم اردیبهشت 1385
نگاهي به مراحل توليد سوخت هسته اي - سه شنبه پنجم اردیبهشت 1385
نیروگاههای هسته ای - دوشنبه بیست و هشتم فروردین 1385
نیروگاههای هسته ای - دوشنبه بیست و هشتم فروردین 1385
محیط زیست و گاز رادن - پنجشنبه سوم فروردین 1385
کاربردهای علوم و تکنولوژی هسته ای - پنجشنبه بیست و دوم دی 1384
تخمین مقدار پرتو گیری طبیعی از گاز رادون - پنجشنبه بیست و دوم دی 1384
اندازه گيري تريتيم موجود درهواي تهران - دوشنبه دوازدهم دی 1384
اندازه گيري تريتيم موجود درهواي تهران - دوشنبه دوازدهم دی 1384
آشكارساز تناسبي چيست؟ - دوشنبه دوازدهم دی 1384
اولين اندازه گيري راديو اكتيويته هسته زمين - دوشنبه دوازدهم دی 1384
تكنسيم - دوشنبه دوازدهم دی 1384
نيروگاههاي هسته اي وبمب هاي هسته اي چگونه كار ميكنند؟ - پنجشنبه بیست و ششم آبان 1384
نیروگاه اتمی - بمب اتمی - پنجشنبه بیست و ششم آبان 1384
سير تاريخي مكانيك كوانتومي - پنجشنبه بیست و ششم آبان 1384
رامسر - چهارشنبه بیست و پنجم آبان 1384
رامسر - چهارشنبه بیست و پنجم آبان 1384
برق هسته ای - دوشنبه بیست و سوم آبان 1384

+ نوشته شده توسط ر.ق.پ در دوشنبه 1388/01/31 و ساعت 6:13 |

 

مصارف زيركونيم و هافنيم

1-  مصارف زيركونيم و هافنيم

زيركونيم و هافنيم در طبيعت همواره در كنار يكديگر وجود دارند و به دليل خواص شيميايي بسيار مشابه جداسازي آنها از همديگر مشكل است. اين دو عنصر سطح مقطع جذب نوترون حرارتي بسيار متفاوتي دارند.

سطح مقطع جذب نوترون حرارتي

براي نوترونهاي با سرعت  m/s 2200

185  Zr                               0.،Zirconium

 Hf                                 102،Hafnium

در ميان تمام فلزات داراي استحكام مكانيكي بالا ، نقطه ذوب بالا و مقاومت به خوردگي ، زيركونيم داراي كمترين مقدار سطح مقطع جذب نوترون حرارتي مي باشد. به همين دليل، زيركونيم و آلياژهاي زيركونيم براي غلاف گذاري و سازه هاي رآكتورهاي آب سرد كه با نوترون حرارتي كار مي كنند، ترجيح داده مي شوند.

در اوايل دهة‌ 1950 هنگاميكه رآكتور هسته اي براي برنامه زيردريايي هسته اي آمريكا در حال گسترش بود ، ‌خواص شيميايي و مكانيكي خوبي از زيركونيم شناخته شده بود، اما کم بودن مقدار جذب نوترون حرارتي زيركونيم تجاري ( همراه با هافنيم ) مورد ترديد بود. اين امر باعث شد كه سطح مقطع جذب نوترون گزارش شده براي زيركونيم تجاري متغير باشد. محققين در آزمايشگاه ملي آكريج نتيجه گرفتند كه اين تکرار ناپذيري ناشي از حضور مقادير كم هافنيم، با سطح مقطع جذب بالا در آلياژ است. آنها فرآيندي را جهت حذف هافنيم تعريف نمودند و نشان دادند كه سطح مقطع جذب نوترون حرارتي براي زيركونيم خالص 18/0 بارن مي باشد.

زيركونيم با درجة هسته اي بايد كمتر از  ppm 100 هافنيم داشته باشد. هنگاميكه هافنيم از زيركونيم جدا گردد خودش نيز داراي كاربرد هسته اي با ارزشي خواهد بود.

سطح مقطع جذب بالا،‌ استحكام مكانيكي خوب و مقاومت به خوردگي بالاي هافنيم، اين فلز را به عنوان       ميله هاي كنترل در رآكتورهاي آب سرد مطرح مي كند و اين فلز بدون نياز به پوشش مي­تواند مورد استفاده قرار گيرد.

به نسبت ديگر مصارف صنعتي زيركونيم، مصرف اين عنصر با درجة هسته اي بسيار كم است به همين دليل هميشه به فرآيندهاي گران قيمت براي جداسازي اين دو عنصر نياز نمي باشد.

 فلز زيركونيم عموماً در تجهيزاتي كه نياز به مقاومت به خوردگي دارند نظير صنايع شيميايي، ‌آلياژهاي نسوز و فلش صنعت عكاسي مورد استفاده قرار مي گيرد. از سنگ معدن زيركونيم به طور وسيع به عنوان ماسة ريخته­گري، مواد ساينده و سراميكها استفاده مي نمايند.

از فلز هافنيم نيز در آلياژهاي نسوز و فلش صنعت عكاسي به خصوص هنگامي كه به شدت نور بسيار بالا نياز باشد استفاده مي گردد.

2-  فرآواني طبيعي

از نظر فراواني زيركونيم هفدهمين عنصر موجود در پوسته زمين مي­باشد به طوري كه 28% درصد پوسته از اين عنصر تشكيل شده است. فراواني آن از مس، سرب، نيكل و حتي روي نيز بيشتر است. هميشه كانة زيركن حاوي 5/0 تا 2 درصد هافنيم  مي باشد و هافنيم ندرتاً به تنهايي در طبيعت يافت مي شود منابع طبيعي اساسي زيركونيم و هافنيم كانة زيركن SiO6(Hf  ،Zr ) و بادلئيت O2 (Zr,Hf ) مي باشد .

2-    ميزان توليد و قيمت

مقدار توليد ساليانه كنسانترة زيركونيم توسط كشورهاي اصلي توليد كننده ( غير از كشورهاي كمونيستي و ايالات متحده آمريكا ) در جدول (7-1)‌ نمايش داده شده است.

در خلال سالهاي 1974-1972 توليد كانه زيركونيم ايالات متحده آمريكا و استراليا حدود 150 هزار تن بوده است. در نتيجه مي توان عنوان داشت كه استراليا و آمريكا مهمترين كشورهاي توليد كنندة زيركونيم در دنيا مي باشند. اكثر توليد اين كشورها از لايروبي ماسه هاي سياه سواحل دريا و بستر رودخانه ها بوده است كه زيركن موجود در آن به روش هيدروليكي از ديگر كانه هاي سنگين نظير روتايل[1] ايليمنيت[2] و مونازيت (‌فصل 6) جدا گرديده است.

توليد كنندگان عمدة كنسانترة‌ زيركن در آمريكا طي سالهاي ذكر شده،‌شركتهاي دوبونت ،‌دنمورس و شركت سرمايه گذاري تيتانيوم بوده اند. حوزة فعاليت اين شركتها در فلوريداي شمالي و جورجياي جنوبي بوده است.

در دهة 1960 زيركونيم عاري از هافنيم توسط چندين شركت شامل آماكس ، نشنال ديستيلر، كميكال ،  نشنال كلمبيا و واه چانگ توليد مي گرديد.

ولي در سال 1978 تنها شركت توليد كنندة زيركونيم با خلوص مورد نياز هسته اي، شركت تلدين واه چانگ با ظرفيت توليد ساليانه 5/7 ميليون پوند بود. سپس شركت وسترن زيركونيم جهت توليد 3 الي 4 ميليون پوند در سال زيرکونيم احداث گرديد. در فرانسه شركت پچيني ظرفيت توليدش را تا 4 ميليون پوند در سال افزايش داد. ظرفيت توليد زيرکونيم هند، 1/0 ميليون پوند در سال بود. علاوه بر موارد ذكر شده ،‌زيركونيم در كشورهاي انگلستان،‌كانادا، ژاپن و آلمان غربي نيز توليد مي­گرديد.

قيمتها در سال 1974 عبارت بودند از

كنسانترة زيركن

 

250 دلار بر تن كوچك

اسفنج زيركونيم با خلوص هسته اي

 

5/5 تا 7 دلار بر پوند

ورق تسمه و ميلگرد

 

12 تا 17 دلار بر پوند

هافنيم

 

 

اسفنج

 

75 دلار بر پوند

ميلگرد و صفحه

 

120 دلار بر پوند

 

 

 



[1] TiO2

[2] FeTiO3

+ نوشته شده توسط ر.ق.پ در دوشنبه 1388/01/31 و ساعت 6:12 |

جداسازي‌هاي راديوشيميايي

بسياري از روش‌هاي شيميايي و عمليات جداسازي كه طي سال‌هاي متمادي توسعه يافته‌اند در راديوشيمي مورد استفاده قرار گرفته‌اند. به طور معمول عمليات شيميايي مختلف مانند  ته‌نشيني، تبادل يوني، استخراج با حلال و كروماتوگرافي در يك آزمايشگاه راديوشيمي مورد استفاده قرار مي‌گيرند. تجهيزات به‌كار رفته در يك آزمايشگاه راديوشيمي و آزمايشگاه شيمي مشابه هستند. لذا جداسازي شيميايي و جداسازي راديوشيميايي مشابه بوده و اساس كار آن‌ها خواص شيميايي است. با وجود اين، درجداسازي راديوشيميايي، موضوعات(I)  عناصر راديواكتيو (ايزوتوپ‌ها)كه تابش گسيل مي‌كنند،(II)  مقادير بسياركم در حد ميكروگرم كه جداسازي‌هاي راديوشيميايي را يك عمل هنرمندانه مي‌نماياند،(III)  زمان‌هاي جداسازي در محدوده چند ثانيه تا چند دقيقه بسته به نيمه عمر راديوايزوتوپ موردنظر و(IV) خلوص راديونوكليدي، با متقاضيان فراوان و نيازهاي گوناگون، مورد بحث قرار مي‌گيرند. راديونوكليدها تابش‌هاي انرژي‌زايي همچون a، b و g گسيل مي‌كنند. لذا جداسازي راديوشيميايي در آزمايشگاه‌هاي ويژه با تمهيداتي براي (I) جلوگيري از پخش راديوايزوتوپ‌ها در حوادث ناگهاني (II) تشخيص تابش‌ها (پايش) (فصل21) انجام مي‌پذيرد. همچنين تابش با ماده برهم‌كنش داده و موجب تغييرات فيزيكي و شيميايي مي‌گردد. هنگام فرآيند مقادير بالاي مواد راديواكتيو، لازم است پايداري تابش مواد شيميايي كه در فرآوري شيميايي مورد نياز است مورد بررسي قرار گيرد.

 

همراه‌برها، همراه‌برهاي پشتيبان و روبنده‌ها

فرض كنيد نمونه‌اي از mTc99 (با نيمه عمر 01/6 ساعت) داراي ميزان اكتيويته‌‌اي معادل
dps 106 لازم است از مادر خود Mo99 جداسازي شود. وزنmTc99  اين نمونه برابر
11-10×15/5 گرم است. جداسازي چنين مقدار كمي به وسيله روش‌هاي عادي همچون فيلتراسيون يا سانتريفوژ بسيار مشكل است. امكان از بين رفتن قسمت اعظم اين اكتيويته در جذب سطحي توسط ديواره‌‌هاي شيشه‌اي وجود دارد. با توجه به اينكه مقدار محصول يوني ممكن است از مقدار محصول انحلال بيشتر نباشد لذا احتمال رخ دادن ته‌نشيني كم خواهد بود. مثال ديگري را مدنظر قرار مي‌دهيم. فرض كنيد لازم است اكتيويته‌اي معادل dps104×5 Ba139 (با نيمه از عمر 9/82 دقيقه) از ميان محصولات شكافت توليد شده در شكافت اورانيم طبيعي جدا گردد.
(1) اين ميزان اكتيويته برابر 108×59/3 اتم بوده و وزن آن برابر14-10×28/8 گرم است. معمولاً باريم به وسيله ته‌نشيني به صورت سولفات يا نيترات از محصولات شكافت جداسازي مي‌شود. جداسازي رسوب در چنين غلظت پائيني امكان‌پذير نيست. به علاوه، رفتار شيميايي در غلظت‌هاي پايين و بالا (غلظت‌هاي ميكرو و ماكرو) كاملاً متفاوت است. راديوايزوتوپ‌هاي با غلظت پايين با افزايش مقادير زيادي از ايزوتوپ‌هاي غيراكتيو آن‌ها كه همراه‌بر ناميده مي‌شـوند، جداسازي مي‌گردند. مقادير ميلي‌گرم يون‌هاي باريم غيراكتيو به محلول داراي باريم راديواكتيو افزوده مي‌شود. با توجه به اينكه خواص باريم راديواكتيو و باريم غير اكتيو يكسان است،(2) ته‌ نشيني هر دو با هم اتفاق افتاده و حداقل مقدار از دست خواهد رفت.

فرض كنيم در نظر است1010 اتم باريم توسط فرآيند جذب سطحي و ديگر فرآيندها جداسازي گردد. چنانچه همراه‌بر درحالت بالا افزوده نشود، كليه اتم‌هاي باريم از بين مي‌روند. هنگامي كه يك ميلي‌گرم از باريم غيراكتيو به محلول موردنظر افزوده شود، تعداد كل اتم‌هاي باريم  1018×33/4=108 ×59/3+1018×33/4 اتم خواهد بود. چنانچه دقت كافي در اطمينان از اين كه حالت شيميايي همراه‌بر و راديوايزوتوپ براي تبادل كامل ايزوتوپي و جداسازي مؤثر
به‌كار گرفته شود، مصروف گردد حتي چنانچه 1010 اتم از اين مقدار از بين رود، اساساً كليه اتم‌هاي باريم راديواكتيويته ته‌نشين مي‌شوند. براي مثال يد راديواكتيو حاضر در شكل يد نمي‌تواند به وسيله همراه‌بر يدات جداسازي شود. حالات و شرايطي وجود دارد كه در آن‌ها همراه‌برهاي يك عنصر مانند راديم قابل دسترس نخواهد بود. معروف است كه هان (Hahn) و اشتراسمن‌(Strassman)
(3) همراه‌بر باريم را براي ته‌نشيني راديم به‌كار بردند كه منجر به جداسازي باريم راديواكتيو با ايزوتوپ‌هاي باريم گرديد چرا كه راديم اصلاً تشكيل نشده بود.

هنگامي كه لازم است راديوايزوتوپي به شكل خالص از مخلوطي از راديوايزوتوپ‌هاي عناصر گوناگون مانند محصولات شكافت جداسازي شود، اجتناب از آلودگي ضروري است. در چنين حالاتي، عناصر راديواكتيو ناخواسته را مي‌توان با به‌كار بردن عوامل مناسب نگه‌داري كرد، مثلاً يد محصول شكافت به وسيله استخراج حلالي مولكول يد جداسازي مي‌شود. به محلول محصول شكافت، همراه‌برهاي تلوريوم و يد افزوده مي‌شود. ايزوتوپ‌هاي يد محصول شكافت ممكن است در حالات گوناگون اكسايش حضور داشته و به يد مولكولي تبديل شوند كه در كلروفرم استخراج مي‌گردند. چنانچه همراه بر تلوريوم افزوده نشود، تلوريوم راديواكتيو به وسيله جذب سطحي فيزيكي به فاز آلي وارد مي‌گردد. در اينجا همراه‌بر تلوريوم براي نگه‌داري آن در فاز آبي افزوده مي‌شود. همراه‌برهاي به كار رفته براي چنين مقاصدي همراه‌بر‌هاي “نگه‌دارنده” (hold back) ناميده مي‌شوند.

غالباً ناخالصي‌هاي كم مقدار با به‌كار بردن روبنده‌ها (Scavenger) حذف مي‌شوند. +3Fe به عنوان يك روبنده خوب عمل مي‌كند. 3Fe(OH) رسوب ژلاتيني بوده و داراي خواص جذب بسياري از يون‌ها است. مثلاً جهت حذف ناخالصي‌ها از يك محلول باريم راديواكتيويته به آن همراه‌بر +3Fe افزوده مي‌شود. محلول آمونياكي شده و+3Fe به صورت 3Fe(OH) ته‌نشين مي‌گردد. بسياري از يون‌هاي ناخواسته با 3Fe(OH) روبيده مي‌شوند. از محلول باقي مانده (فيلتر شده)، Ba با اسيدي نمودن محلول به صورت2(3NO)Ba يا 4BaSO ته‌نشين مي‌گردد. با تكرار روبيدن و ته‌نشين‌سازي در دو يا سه مرتبه، خلوص مورد نظر حاصل مي‌شود.

زمان جداسازي

برخلاف جداسازي‌هاي معمـولي شيميايي، غالباً زمـان جـداسازي عامـل مهمي در برنـامه‌ريزي

جداسازي راديوشيميايي است. چنانچه محصول تشكيل شده در يك واكنش هسته‌اي داراي  عمر بسيار كوتاه باشد، در اين صورت جداسازي شيميايي بايد سريعاً انجام پذيرد. غالباً به خاطر سينتيك امكان كار فراهم نمي‌گردد. در چنين حالاتي از جداسازي كمّي يا بازدهي شيميايي صرف‌نظر مي‌گردد. در مطالعات mSb132 (با نيمه عمر 1/4 دقيقه) و Sb133 (با نيمه عمر 79/2 دقيقه)، محصولات آنتيموان از محصولات شكافت جداسازي شده و ديگر محصولات واكنش با تقطير Sb به صورت Steben فرّار در مدت 30 ثانيه با بازده شيميايي در حدود 30 درصد جداسازي مي‌شوند. Fr221 (با نيمه عمر 9/4 دقيقه) محصول دختر Ac225 (با نيمه عمر10 روز) است. آكتنيم با استخراج بهTTA+TOPO در دي‌اكسان جداسازي و تخليص مي‌گردد. اين روش مانند مولد Fr221 عمل مي‌كند. در تماس با آب به مدت 10 ثانيه، 80 درصد Fr221 جداسازي شده و براي تعيين نيمه عمر و خواص هسته‌اي ديگر مورد استفاده قرار مي‌گيرد. عناصر سنگين همچون Ha (105=Z) با به كار بردن تجهيزات خودكار سريع شيميايي(ARCA) به روش تبادل يوني جداسازي مي‌شوند. زمان‌هاي جداسازي در محدوده
5-2 ثانيه با بازده شيميايي در حدود 10 درصد مي‌باشد.

 

خلوص راديونوكليدي

در بسياري از كاربردهاي رديابي، ايزوتوپ‌هاي با خلوص بسيار بالا موردنياز است. هر دو خلوص راديوشيميايي و راديونوكليدي لازم است. خلوص راديوشيميايي در شكل شيميايي ايزوتوپ بوده و خلوص راديونوكليدي با حضور راديوايزوتوپ‌هاي ديگر مورد بررسي و ارزيابي قرار مي‌گيرد. فرض كنيد يد راديواكتيو به صورت يد (90%) و يدات (10%) وجود داشته باشد. در اين صورت ،اين نمونه از نظر راديوشيميايي خالص نيست. در بسياري از كاربردها بايد از خلوص راديوشيميايي با به كار بردن روش‌هاي ثابت شده شيميايي اطمينان حاصل نمود. از طرف ديگر، خلوص راديونوكليدي از آن نظر داراي اهميت بسيار بالايي است كه حضور هرگونه راديوايزوتوپ به غير از راديوايزوتوپ مورد نياز قابل پذيرش نيست. خلوص راديونوكليدي با اندازه‌گيري نيمه عمر و شناسايي خواص انرژي‌هاي a، b  و g حاصل مي‌گردد. حضور نوكليدهاي ديگر در حدود آشكارسازي با اندازه‌گيري‌هاي اسپكترومتري حاصل مي‌گردد. با وجود اين، لازم است دقت كافي در مراحل جداسازي براي حذف عناصر ناخالص به كار رود. با انتخاب واكنش مناسب هسته‌اي و انرژي پرتابه، تشكيل راديوايزوتوپ موردنظر به حداكثر مي‌رسد. بهترين راه حل به‌كار بردن ايزوتوپ‌هاي غني شده است. mTc99 ايزوتوپ مهمي بوده و محصول دختر Mo99 (با نيمه عمر 94/65 ساعت) است. با پرتودهي 3MoO ، Mo99 توليد مي‌گردد. از آنجا كه Mo داراي ايزوتوپ‌هاي پايدار 92، 94، 95، 96، 97، 98 و Mo100 است، دو ايزوتوپ ديگر Mo93 (با نيمه عمر 103×4 سال) و Mo101 (با نيمه عمر 61/14 دقيقه) نيز به همراه Mo99 توليد مي‌گردد. Mo101 با خنك نمودن هدف پرتوديده به مدت چند ساعت فروپاشي مي‌كند. Mo93 با EC به محصول دخترNb93 فروپاشي نموده و در شيمي تكنسيم دخالتي ندارد. موليبدنيم خالص روي ستون مبادله كننده قرار گرفته و mTc99 با تناوب زماني و خلوص مورد نياز براي استفاده پزشكي دوشيده مي‌شود.



(1) اورانيم طبيعي حاوي سه ايزوتوپ U238 (2745/99%) ، U235(72/0% ) و U234 (0055/0%) بوده و تنها U235 با نوترون‌هاي حرارتي شكافته مي‌شود.

(2) كاملاً مشخص است كه ايزوتوپ‌هاي عنصري، به طور كلي داراي رفتارشيميايي يكسان هستند. در ناحيه Z پايين مانند هيدروژن و ليتيم، اثرات ايزوتوپي قابل مشاهده مي‌باشد.

(3) غالباً بيان مي‌گردد كه به كار بردن باريم به عنوان همراه‌بر براي جداسازي راديم منجر به كشف شكافت گرديد،  در كريستاليزاسيون (تبلور) نسبي سولفات‌ها، به طور قطعي ثابت گرديد كه اورانيم متحمل شكست مي‌شود.

+ نوشته شده توسط ر.ق.پ در سه شنبه 1388/01/25 و ساعت 7:2 |

زباله سوز هسته ای

یک مسئله ثابت در نیروگاه هسته ای این است که پسمانها برای میلیونها سال خطرناک بوده٬ و این که محتوائی نمی تواند برای مدت طولانی مورد اطمینان باشد. تظاهر کنندگان بوسیله بحث متقابل که در صنایع دیگر متقاعد نمی شوند٬ پسمانهای سمی دائم که با احتیاط کمتر و انتقاد کمتری در دور اندازی می شوند تنها جواب کامل تبدیل رادیونوکلیدهای خطرناک به محصولات با عمر کوتاه است. حال این کارسودمندی در بر خواهد داشت یا نه مورد بحث نمی باشد و خارج از مبحث کنونی است.

ابتدا سؤلاتی در ارتباط با به اصطلاح اکتنیدهای جزئی عناصر ترانس اورانیم بجز پلوتونیم تشکیل شده بر اثر جذب نوترونها بوسیله اورانیم یا از طریق فروپاشی محصولات اولیه مطرح گردید. ملاحظه بنیادی در رابطه با نپتونیم – 237 با نیمه عمر 1/2 میلیون سال٬ دختر گسیل کننده آلفای آمرسیم – 241 می باشد٬ اگر چه با افزایش پرتودهی سوخت٬ عناصر دیگر ترانس پلوتونیم همچون کوریم مهمتر شدند.

جمع بندی یک آزمایش مفصل این بود که هر گونه خطر حاصل از چنین عناصر برای تصدیق تلاش بسیار بالا که مورد نیاز برای غلبه بر آن می باشد بسیار جزئی بوده است. با وجود این سازمانهای ژاپنی یک برنامه تحقیقاتی را در ترکیب با توسعه ایمنی ( شناخته شده بصورت زمینه های نامناسب ) با یارانه انرژی٬ با تخمین 5 درصد٬ از شکافت اکتنیدهای جزئی سرمایه گزاری کرده٬ پیش قدمی دارد acronym امگا ( OMEGA ) است٬ روشهائی عایداتی از اکتنیدها داشته٬ و اهداف همچنین صنعتگران را با بحث ارزشمند اغتا نموده اند. قراردادهائی با چندین گروه تحقیقاتی اروپائی و امریکائی و ژاپنی منعقد گردیده است.

عملیات دارای دو جنبه مجزا است ٬ جداسازی اکتنیدهائی جزئی از سوخت تخلیه شده و تبدیل متعاقب آن به گونه های با عمر کوتاه٬ معمولاً بخشی در تبدیل ( P&T ) مورد نظر در حال حاضر اگتنیدهای جزئی توده محصولات شکافت را دنبال می کنند٬ لذا بخش بندی به معنای جداسازی از پسمان با اکتیویته بالا و به ناچار افزایش تعداد جریانهای آلوده لذا مشکلی که می تواند خطرات بیشتری را در کوتاه مدت که در نهایت ذخیره می گردد بوجود آورد.

 

بخش بندی

روشی از تلاش های انجام پذیرفته جهت استخراج عناصر ترانس اورانیم از پسمانهای نظامی در امریکا توسعه یافته٬ و لذا دورهشت باقیمانده را آسان نموده است. مسئله این است که اکتنیدهای ترانس پاوتونیم از نظر شیمیائی مشابه لانتانیدها بوده تشکیل دهنده تقریباً یک چهارم تا یک سوم کل محصولات شکافت ( یک قله از بهره شکافت اعداد جرمی 130 تا 150را پوشش می دهد ) تشکیل داده٬ و استخراج کننده شناخته شده ای نین آنها بطور مناسب وجود ندارد.

اکتیل ( فنیل ) - N٬ N- دی ایزو بوتیل گربونیل متیل نسفین اکسید( CMPO )٬ یکی از استخراج کننده هائی که بطور گسترده ای در فرایند تورکس ( ( TRUEX ) بکار رفته هر دو گروه را در کنار پلادیم٬ تکنسیم و مقداری آهن را استخراج می کند. جداسازی بیبشتر می تواند بوسیله کمپلکس انتخابی با عوامل گوناگون در یک باز شستشوی پیشرونده یا در چرخه دوم ( فرایند تالسپیک ) حاصل گشته٬ و چنین شمای مرکبی در سال  1987 گزارش شده و برای بکار گیری در بعضی از سایتها آمده است. آزمایشات برای بکار گیری آن در مایعات با اکتیویته بالا نیز شروع شده است.

CMPO دارای مشکلاتی است مثلاً نیاز به TBP بعنوان هم محلول برای مقابله با تمایل در تقطیر فاز سوم دارد. سنتز مشکل و پر هزینه بودند در حالی که از دورهشت نهائی با TBP با حضور فسفر و عدم مناسبت بعدی آن برای سوزاندن ممانعت می گردد. ملاحظاتی برای دورهشت تحقیقاتی را برای محلولهای دارای صرفاً عناصر سبکتر٬ برای بکار بردن در هر دو فرایند اصلی و فرعی تشکل یافته است. مالون آمیدهای جایگزین شده نشاندهنده امید ویژه ای بوده٬ و براحتی سنتز می گردد٬ ولی  اثر آنها هنوز در مقیاس آزمایشگاهی شناخته شده است.

در بخش بندی که تا کنون بطرف ایمنی طولانی مدت هدایت شده٬ اکتنیدهای جزئی را از پسمان با اکتیویته بالا جابجا شده تنها نصف عملیات است. محصولات شکافت همچون ید – 129و تکنسیم باقی می مانند. شماهای جامع پیشنهاد شده عملیات پسمان شامل جداسازی اینها است٬ و رادیونوکلیدهای اصلی رها کننده گرمای سزیم - 137 و استرانسیم - 90 که وسعت پسمان با اکتیویته بالا را برای دورهشت تغلیظ می نماید می باشد.

سزیم و استرانسیم بطور معمول بوسیله تبادل این جداسازی شده و معادله کننده های بر اساس مواد معدنی ( پایه از مواد آلی خالص در مقابل تابش ) برای این منظور پیشنهاد شده اند. متناوباً٬ استخراج با حلال چشم اندازهای بهتری را پیشنهاد کرده٬ متحمل ترین استخراج کننده ها از نوع اترهای تاجدار ( که از نظر تجارتی هنوز قابل دسترسی نیستند )٬ یا مطابق کار روسها که بوسیله آنها انجام پذیرفته و در ایالات متحده نیز مطابق آن انجام پذیرفته٬ جایگزین شده کبالت قابل دوراندازی بر اساس یک استخوان بندی کربن - بور مباشد.

چنانچه کار زیادی برای پسمان با اکتیویته بالا لازم باشد٬ مشکلاتی برای بازیابی فلزات با روشی استراتژیک همچون رودیم و پلادیم ممکن است نیروی خود را از دست بدهند. استخراج کننده های ویژه برای جداسازی نمکهای آنها از محلول مایع پیشنهاد شده فلزات خود ممکن است از پسمان شیشه شده خود٬ مثلاً بوسیله تماس با سرب ذوب شده احتمالاً پس از مدت خشک شدن برای فروپاشی 102- Rh جداسازی شوند.

در صورتی که نوکلیدهای مورد نطر بصورت مقتضی در فرایند اصلی هدایت شوند ممکن است از اسنخراج از پسمان با اکتیویته بالا اجتناب گردد. در سیستم پورکس این حالت تنها برای نپتونیم امکان پذیر است٬ که در حال حاضر به پسمان می رود ولی با تغییرات کمی در شیمی فرایند می تواند جریان پلوتونیم را دنبال تماید. این امر می تواند منبع اصلی بلافاصله خطر طولانی مدت از پسمان را جابجا کند ولی مقدار قابل مقایسه ای در نهایت به شکل آمرسیم رشد می نماید.

گفته می شود که پنتونیم با اورانیم و پلوتونیم بصورت فلز یا اکسید مخلوط گشته و بعنوان یک سم قابل سوختن عمل می کند در شروع پرتودهی نوترونهارا بدون شراکت در شکافت جذب نموده٬ در انتهای چرخه به اندازه کافی برای ساختن شراکتی اصلی انتقال و لذا تهی سازی ماده شکافت پذیراولیه را جبران می نماید. لذا محدوده تنظیم کنترل را که در صورتی که لازم باشد کاهش می دهد.

تا کنون تنها سیستم های آبی مورد بررسی قرار گرفته اند. در فرایندIFR٬ اکتنیدها بطور خود کار پلوتونیم را دنبال می کنند٬ و لذا بعنوان بخشی از لانتانیدها عمل می کنند٬ ولی علی الظاهر آلودگی برای اجتناب از مشکلات کافی است. مجدداً٬ سوخت برای نوع مذاب نمکی اساساً می تواند برای جابجائی تنها محصولات شکافت با عمر نسبتاً کوتاه٬ یا هر چیز دیگر چرخش یافته فراوری گردد.

+ نوشته شده توسط ر.ق.پ در سه شنبه 1388/01/18 و ساعت 6:49 |

واژه‌نامه چرخه سوخت هسته ای

 

Actinides

آکتينيدها  – 14 عنصری که در جدول تناوبی پس از آکتينيوم قرار دارند، شبيه به لانتانيدها، اما عضوهای اوليه‌ی اين گروه از نظر شيميايی به فلزهای واسطه‌ گروه‌های بعدی شبيه‌تر هستند (مثلاً اورانيم به تنگستن شبيه است). اساساً همه‌ عناصر بعد از اورانيم به‌صورت مصنوعی ساخته می‌شوند. گرچه مقادير بسيار ناچيز پلوتونيم در طبيعت يافت می‌شود.

Activation

فعال کردن – به‌وجود آوردن پرتوزايی به‌صورت مصنوعی، معمولاً از راه جذب نوترون مانند تبديل        کبالت 59  موجود در فولاد به کبالت 60.

ADU

آمونيم ‌دی‌اورانات - 7O2U2)4NH).

Advection

پهن‌رفت – حرکت کپه‌ای شاره.

AGR – Advanced Gas-cooled reactor

رآکتور پيشرفته با خنک‌کننده‌ گازی - نوع پيشرفته رآکتور ماگنوکس انگلستان با سوخت اکسيد اورانيم غنی‌شده که امکان می‌دهد اندازة بخش درونی رآکتور کوچک‌تر و دمای کار بيشتر باشد، کند‌کننده اين رآکتور، گرافيت، و خنک‌کننده آن، ‌دی‌اکسيدكربن است.

Air-Lift

حمل هوايی – دستگاه انتقال که در آن مايع در يک شاخه‌ ظرفی U  شکل با تزريق هوا سبک می‌شود و در نتيجه در سطح بالاتری قرار می‌گيرد.

Alpha radiation

تابش آلفا – گسيل هسته‌ی هليم (ذرات آلفا) حاوی‌ دو پروتون و دو نوترون.

Americium

آمريسيوم (Am) – عنصر (مصنوعی) پس از پلوتونيم؛ با عدد اتمی 95.

Annealing

گرما‌دهی – عمليات حرارتی برای از ميان بردن تنش‌های ناشی از جوش‌کاری، سردکاری، و غيره.

Atomic number

عدد اتمی – تعداد پروتون‌های هسته‌ هر عنصر که شاخص آن عنصر است.

AUC

آمونيوم اورانيل كربنات 3(3CO)2UO4(4NH)


Attrition

فرسايش – فرسوده‌ شدن يا ترک‌خوردگی (در رزين‌های تبادل يون و غيره) و تبديل ماده به ذره‌های بسيار ريزی که از ماده جدا می‌شوند.

Autoclave

اتوکلاو – دستگاهی برای گرم کردن مواد تحت فشار و رساندن آنها به دماهای بيش از دمای نقطه جوش مايع درون ظرف، تحت فشار جو.

Backfilling

پس‌آکندن – پر کردن حفره‌های زيرزمينی‌ با ماده جامد که برای استخراج مواد کنده شده‌اند.

Backwashing

پس‌شويی – وارونه‌ کردن عمل استخراج محلول از حلال، با برقراری‌ تماس ماده  استخراج‌شده با محلول تازه‌ آبی با نسبت‌های مناسب. از اين روش گاهی در عمل جريان معکوس در تبادل يونی برای حذف ذرات يا ناخالصی‌های جداشده به‌کار برده می‌شود.

Batch process

فرآيند منقطع – انجام پی‌درپی عمليات روی مقدار مشخصی ماده (در تمايز با فرآيند پيوسته که ماده در جريان است و مراحل پی‌درپی عمليات روی اين جريان ماده انجام می‌شود).

Becquerel

بکرل -  يکای SI برای پرتوزايی برابر با يک تجزيه در هر ثانيه.

Bench

ميز کار - ميز تراز در معدن‌کاری‌ روباز.

Beneficiation

تغليظ - عمليات اوليه روی سنگ کانی برای افزايش غلظت اجزای با ارزش آن.

Bentonite

بنتونيت - ماده‌ معدنی‌ خاک‌رسی با خواص قوی تبادل يون.


Beta radiation

تابش بتا - معمولاً به گسيل الکترون‌های پرانرژی (ذرات بتا) گفته می‌شود. نماد β+ (بتای مثبت) برای تابش بتا نشان‌دهنده‌ گسيل پوزيترون به‌جای الکترون است.

Binding energy

انرژی بستگی- انرژيي‌که پروتون‌ها و نوترون‌ها را درون هسته در قيد يكديگر نگه می‌دارد و برابر است با اختلاف جرم کل ذرات با مجموع جرم‌های تک‌تک ذرات. اين انرژی برای هسته‌های اطراف آهن بيشترين است بنابراين از لحاظ نظری هسته‌های سبک‌تر با هم‌جوشی، و هسته‌های سنگين‌تر با شکافت، می‌توانند انرژی آزاد کنند.

Biocide

بيوسيد - ماده‌اي  شيميايی که برای جلوگيری از رشد جلبک و ساير موجودات زنده و يا ازبين بردن آنها به‌کار می‌رود.

Biosphere

بيوسفر يا زيست‌گوی - مجموعه‌ی موجودات زنده روی زمين.

Blanket

بلانکت - آرايه‌ی مواد بارورشده که در رآکتور زاينده بخش درونی را در بر می‌گيرند تا با استفاده از نوترون‌هايي که از بخش درونی می‌گريزند، ماده‌ جديد شکافت‌پذير توليد شود.

Breeder reactor

رآکتور زاينده - رآکتوری که در آن با استفاده از تبديلی که نوترون‌ها در هسته‌های بارورشده القا می‌کنند، ماده‌ شکافت‌پذير بيشتر ساخته می‌شود.

Buffer storage

انبار حائل - برای ماده‌اي که از يک مرحله‌ فرآوری به مرحله‌ بعدی می‌رود، به‌منظور جلوگيری از مشکلات ناشی از هر نوع وقفه در کار يک مرحله در عمل‌کرد مرحله  بعد.

Burnable poison

سم قابل‌سوختن - عنصری که شديداً جاذب نوترون است اما با جذب نوترون تبديل به جاذبی ضعيف می‌شود. از چنين عناصری برای محدود کردن واکنش‌پذيری سوخت تازه‌ی رآکتور و کاهش گستره کنترل‌های لازم استفاده می‌شود.

Burn-up

ميزان سوختن - نسبت اتم‌های فلزات سنگين شکافته‌شده در سوخت هسته‌ای. پرتودهی را نيز ببينيد.

BWR – Boiling Water Reactor

رآکتور آب جوشان - خنک‌کننده‌ اين نوع رآکتور آب است که به‌جوش آورده می‌شود و توربين‌ها را مستقيماً به‌حرکت در می‌آورد.

Calcining

تکليس - اعمال حرارت شديد مثلاً تا حدی که ساختار بلوری دوباره  شکل بگيرد يا  واکنش شيميايي رخ بدهد.

CANDU reactor

رآکتور کندو – طراحی‌ خاصی که در کانادا انجام شده است و خنک‌کننده‌ رآکتور آب سنگين است. اين رآکتور می‌تواند با اورانيم طبيعی کار کند و در چند نقطه خارج از کانادا مثلاً هند، کره، و رومانی نيز به کار رفته است.

Caro’s acid

اسيد کارو – مُونُوپرسولفوريک اسيد 5SO2H.

Catalyst

کاتاليزور - ماده‌اي که بدون مصرف شدن در واکنش شيميايي، واکنش را سرعت می‌دهد.

Centrifugal contactor

کنتاکتور مرکزگريز- نوعی مخلوط‌‌کن و ساکن‌کننده که در آن با بهره‌گيری از مرکزگريزی، عمل جدا کردن فازها به‌نحو بهتری انجام می‌شدد.

Chain reaction

واکنش زنجيره‌ای - دنباله گام‌های مشابه در واکنش‌ که طی‌ آن محصول هر واکنش، آغازگر واکنش بعدی‌ است. در واکنش زنجيره‌ای‌ نوترونی، نوترون آزادشده در شکافت موجب شکافت بعدی می‌شود و واکنش به‌اين ترتيب ادامه پيدا می‌کند.

Cladding

پوشش - برای جدا کردن سوخت و محصولات شکافت از جريان خنک‌کننده.

Clinoptilolite

کلينوپتيلوليت - ماده‌‌ معدنی طبيعی‌ تبادل‌گر يون که به‌خصوص سزيم‌دوست است.

Commissioning

راه‌اندازی - رساندن تدريجی‌ رآکتور يا هرنوع تأسيسات ديگر به مرحله کارکرد عادی، به‌منظور کشف هر نوع مشکلی پيش از آن‌که خطرآفرين شود.

Complex

کُمپلکس - گونه‌‌اي شيميايي که از جمع‌شدن چند گونه‌ شيميايي ديگر که هر کدام مستقلاً می‌توانند وجود داشته باشند (معمولاً درون محلول) شکل می‌گيرد.

Contamination

آلودگی - حضور ماده‌اي  ناخواسته درون ماده يا روی سطح.

Control rod

ميله‌ کنترل - ماده جاذب نوترون که می‌توان با فرو بردن آن در رآکتور، يا بيرون کشيدن آن از رآکتور، شار نوترون را به ميزان مشخصی حفظ کرد.

Conversion

تبديل - تبديل اكسيد اورانيم به هگزافلوريد و بالعکس.

Coolant

خنک‌کننده - شاره‌‌اي که در رآکتور می‌چرخد و گرما را از سوخت به مقصد موردنظر منتقل می‌کند.


Cooling

خنک‌شدن - تأخيری زمانی‌ پس از تخليه‌ سوخت تا پرتوزايي اوليه به ميزان زيادی کاهش يابد.

Core

بخش درونی - بخشی از رآکتور که حاوی‌ سوخت است. در رآکتور زاينده اين عبارت فقط به سوخت فعال‌کننده اطلاق می‌شود تا از ناحيه  زاينده که ماده بارور را در بر دارد تميز داده شود.

Cosmic radiation

تابش کيهانی - تابش ناشی از برهم‌کنش بين جوّ زمين و ذرات بسيار پرانرژی که از خورشيد يا فراسوی آن می‌آيند.

Countercurrent

پادجريان - نحوه‌‌اي از کار که در آن (مثلاً) محلولی آبی و حلال آلی  که با محلول آبی مخلوط  نمی‌شود در جهت‌های مخالف درون تجهيزات تماس‌دهنده، جريان دارند.


Criticality

حالت بحرانی - واکنش زنجيره‌ای شکافت که با آهنگی پايدار يا افزاينده رخ بدهد. در رآکتور اين وضعيت، وضعيت عادی‌ کار است، بيرون از رآکتور، اين وضعيت، حادثه‌ای ا‌ست که قطعاً بايد از آن پرهيز شود.

Cross section (nuclear)

سطح مقطع )هسته‌ای) - احتمال برهم‌کنش برای مثال بين هسته و شار نوترون، که برحسب يکای بارن (2cm24- 10) بيان می‌شود.

Crud

چرک - دانه‌های ريز ماده که طی‌‌ فرآيندی خاص شكل می‌گيرند و برای مثال در مرز بين حلال و  آب انباشته می‌شوند.

Curie

کوری – يکای پرتوزايی پيش از تعريف يکای SI، معادل با 1010 × 7ر3 تجزيه در ثانيه معادل با پرتوزايی‌ يک گرم راديم.

Curium

کوريوم – عنصر (مصنوعی)  بعدی فراسوی آمريسيم با عدد اتمی‌ 96.

Cycle

چرخه – در استخراج با حلال، به مراحل پی‌‌درپی استخراج، پس‌شويي (بيرون کشيدن)، و تخليص (خالص کردن ) حلال، در فرآيند تبادل يون، به دنباله مراحل بارگذاری و بازتوليد؛ در مورد سوخت هسته‌ای؛ به تاريخچه‌ معدن‌کاری و سپس ماشين‌کاری تا رسيدن به مرحله‌ توليد سوخت، پرتودهی در رآکتور، و بالاخره بازگشت مواد شکافت‌پذير يا بارور‌شده به کارخانه توليد سوخت گفته می‌شود.

Cyclone

سيکلون - دستگاهی که در آن ماده درون جريان شاره حمل می‌شود و طی مسير مارپيچ شاره با نيروی مرکز‌گريز جدا می‌شود.

Daughter

دختر - هسته‌اي که در اثر فروپاشی‌ خود‌به خود هسته‌ ديگر (parent) به‌وجود می‌آيد.


Debonding (of fuel pellets)

پيوندزدايي (قرص‌های سوخت) - از بين رفتن ماده‌‌اي چسبنده‌ که برای حفظ شکل قرص، تحت فشار يا تف‌جوشی به سوخت اضافه شده است، در اثر گرما.

Decay heat

گرمای فروپاشی - انرژيي که پس از پايان شکافت در اثر پرتوزايي محصولات شکافت در سوخت رآکتور، آزاد می‌شود. در رآکتورهای نيروگاه‌ها  برای اين که گرمای واپاشی به سوخت يا ساختار رآکتور آسيب وارد نکند لازم است که شاره‌ خنک‌کننده، هم‌چنان جريان داشته باشد.

Decommissioning

تعطيل کردن - فرآيند متوقف نمودن  کار نيروگاه کهنه يا مازاد بر نياز و پياده کردن قطعات آن، همراه با عمليات مربوطه.

Decontamination

آلايه‌زدايي - حذف اجزای نامطلوب از محصولی خاص يا چيزهای ديگر.

Decontamination factor

ضريب آلايه‌زدايي - نسبت ميزان ماده آلوده‌کننده‌(آلايه‌اي) که در جزء مطلوب قبل از آلايه‌زدايي وجود دارد به همان مقدار پس از عمل جدا کردن آلايه.

Demineralisation

کانی‌زدايی - حذف نمک از محلول معمولاً از راه تبادل کاتيونی برای يون هيدروژن و تبادل آنيونی برای يون هيدروکسيل.

Deuterium

دوتريوم – ايزوتوپ هيدروژن با عدد جرمی 2 (حاوی‌ يک پروتون و يک نوترون در هسته).

De minimis

دی مينی‌ميس - ميزان (آلودگی) کم‌تر از حدی که مقررات تعيين کرده است (از عبارت لاتين
 de minimis curat lex به‌معنی کم‌تر از کمينه‌ای که قانون وضع کرده است).

Differential contactor

کنتاکتور ديفرانسيل – تجهيزات استخراج از حلال (مثلاً ستون تپشی)  که در آن انتقال ماده به‌جای اين‌که در مراحل گسسته‌ تعادلی انجام شود به‌شکلی پيوسته بين جريان‌های پادگرد فازحلال و فاز محلول آبی انجام می‌شود.

Diluent

رقيق‌کننده – حاملی معمولاً بی‌اثر برای استخراج‌گر در فرآيند استخراج از حلال که به‌منظور بهبود مشخصه‌های استخراج‌گر مثلاً کاهش چگالی يا گران‌رَوی (ويسکوزيته) به‌آن اضافه می‌شود. مقايسه کنيد با تغييردهنده (modifier).

Direct disposal

دورريزی (يا دفع) مستقيم – قرار دادن مستقيم کل سوخت تخليه‌شده (شايد به‌جز بعضی ملحقات) در محل انبار دائمی، در مقايسه با بازفرآوری (reprocessing).

Disproportionation

تسهيم نامتناسب – تبديل خود‌به‌خود ماده مرکب به حالت‌های اکسايش بالاتر و پايين‌تر  طوری‌که ميانگين عدد اکسايش [با مقدار قبل از تبديل] يکسان بماند.

Distribution ratio

نسبت توزيع - در عمل استخراج از حلال، وقتی فاز آلی با فاز محلول آبی در حالت تعادل هستند، به نسبت غلظت عنصر يا ماده‌ مرکب در فاز آلی به غلظت همان ماده در فاز محلول آبی، گفته می‌شود و در تبادل يونی به نسبت غلظت‌ها در جذب‌کننده و محلول.

Doppler coefficient

ضريب داپلر - تأثير دما بر احتمال شکافت در رآکتور. برای کارکرد پايدار لازم است اين ضريب منفی باشد.

Effluent

شاره‌ خروجی - دورريخت مواد زائد به‌صورت گاز يا مايع.

Ejector

پرتاب‌گر - وسيله‌اي برای انتقال ماده، که بر اساس کاهش فشار شاره (معمولاً بخار يا هوای متراکم) هنگام عبور با سرعت زياد از لوله و نتوری کار می‌کند.

Electrolysis

الکتروليز - فرآيندی براساس عبور جريان الکتريکی از الکتروليت رسانا.

Electron

الکترون - ذره‌‌اي با جرم يک 1836اُم ِ يکای اتمی (جرم اتم هيدروژن 0079/1 يکای اتمی‌ است) که يک واحد بار منفی دارد.


Enrichment

غنی‌سازی - افزايش مصنوعی نسبت يکی از ايزوتوپ‌های عنصری خاص (معمولاً اورانيم) با جدا کردن جزئی‌ از اين ايزوتوپ از ايزوتوپ‌های ديگر. در اين فرآيند به آن‌چه باقی می‌ماند ماده زائد (tail) تهی‌شده گفته می‌شود.

Entrainment

سوار کردن - حمل ذرات يا قطره‌های ريز مواد اضافی در جريان شاره‌ فرآيند.

Ever-safe (against criticality)

هميشه‌ايمن (در برابر حالت بحرانی) -- اندازه‌هايي که باعث می‌شود تعداد نوترون‌هايي که می‌گريزند بيش از آن باشد که امکان بدهد واکنش زنجيره‌ای‌ شکافت آغاز شود و پايدار بماند.

Extractant

استخراج‌کننده - جزء مؤثر در عمل استخراج از حلال.

FBR – fast breeder reactor

رآکتور زاينده‌ سريع - رآکتوری که عامل پايداری‌ شکافت در آن، نوترون‌های تند (پرانرژی) هستند و مقدار ماده‌ی شکافت‌پذيری که با تبديل هسته‌های بارور توليد می‌کند دست‌کم به‌همان اندازه‌اي ا‌ست که مصرف می‌کند.

Fertile

بارور - ماده‌‌اي که قادر است با جذب نوترون، ماده‌ شکافت‌پذير بسازد مثلاً اورانيم 238 که به‌اين ترتيب نخست با تبديل به اورانيم 239 و نپتونيوم 239 که عمر کوتاهی دارند در نهايت به پلوتونيم 239 تبديل می‌شود.

Fines

ذرات ريز - ماده‌اي که اندازه‌هايش کم‌تر از حد مطلوب باشد.

Finishing

فرآيش نهايي - تبديل اورانيم يا پلوتونيم به شکلی که برای بهره‌برداری يا انبارشدن مناسب باشد.

Fissile

شکافت‌پذير - هسته‌هايي که در اثر جذب نوترون‌های گرمايي (کم‌انرژی) می‌شکافند (در مقايسه با هسته‌های قابل‌شکافتن fissionable که شکافت آنها فقط در اثر جذب نوترون‌های پرانرژی‌تر ميسر است).

Fission

شکافت - تقسيم هسته به دو نيمه‌  به‌اضافه چند نوترون و گاهی هسته‌‌‌اي سبک مانند تريتيوم.

Fission products

محصولات شکافت - پاره‌های اصلی‌ حاصل از شکافت هسته‌ای يا محصولات واپاشی‌ آنها چه پرتوزا و چه پايدار.

Fission yield

بهره‌ شکافت - نسبت‌های کل محصولات شکافت که برحسب هسته‌ يا دنباله‌ واپاشی‌هاي خاص نمايش داده می‌شود و بسته‌ به جزئيات مربوط به هر دو هسته‌ حاصل از شکافت و طيف [انرژی] نوترون معمولاً حول عددهای اتمی به‌ترتيب 90 تا 100 و 130 تا 140 بيشينه می‌شود.

Flask

فلاسک - ظرفی حفاظ‌دار برای نگه‌داری‌ مواد بسيار پرتوزا.

Floc

لخته - ته‌نشست پرحجم مثلاً فريک هيدروکسيد.

Flowsheet

نمودار جريان - نموداری که طرح کلی‌ دنباله فرآيندها را همراه با ميزان موادی که در هر کدام از فرآيندها جريان دارد نشان می‌دهد اما فاقد جزئيات تأسيسات و واحدهای صنعتی ا‌ست.

Fluidised bed

بستر شاره‌شده يا شار بستر - معلق نگه‌داشتن توده‌ ذرات جامد با جريان روبه‌بالای گاز يا مايع.

Fluoride volatility (process)

(فرآيند) تبخيرپذيری‌ فلوريد- شکل‌گيری و تقطير اورانيم (و شايد پلوتونيم) هگزافلوريد به منظور جدا کردن آنها از موادی که فلوريد فرّار نمی‌سازند.

Free-issue

‌رايگان - دسترسی (به مواد) با هزينه‌ صفر مثلاً به‌صورت محصول جانبی‌ عملياتی که به‌منظور ديگری انجام می‌شود.

Fusion (nuclear)

هم‌جوشی يا گداخت (هسته‌ای) - به‌هم پيوستن دو هسته‌ سبک، همراه با آزادشدن انرژی (مثلاً ايزوتوپ‌های هيدروژن که هسته هليم می‌سازند)؛ با رمبيدن مواد تشکيل‌دهنده ستاره در اثر نيروی جاذبه گرانشی و افزايش چگالی و دما به حد لازم، همين فرآيند سرچشمه‌ انرژی
ستارگان است.

Gamma radiation

تابش گاما - تابش الکترومغناطيسی، همانند پرتوهای x ، اما با انرژی‌ بيشتر.

Gangue

هرزسنگ - مواد بی‌ارزش همراه با کانی‌های ارزش‌مند.

Glove box

اتاقک دست‌کش - فضايي بسته که معمولاً تحت فشار کم‌تر از فشار جو قرار دارد و در آن می‌توان با دست‌کش‌های انعطاف‌پذير بدون ايجاد هيچ رخنه‌‌اي در فضای بسته مواد را دست‌کاری کرد.

Graphite

گرافيت - پايدارترين شکل بلوری کربن تحت شرايط متعارف.

Green-field (site)

(سايت) ميدان سبز- محلی که هيچ‌گاه برای ساخت‌وساز به‌کار نمی‌رود يا هرگز برای ساخت‌ و ساز آماده نخواهد شد.

Grout

دوغاب - نيمه‌شاره‌اي سيمانی که با آن فضاهای خالی را پر می‌کنند و سپس نيمه‌شاره در اين فضاهای خالی خشک و سخت می‌شود.

GW – gigawatt, 109 watts

گيگاوات - برابر با 109 وات؛ در تعيين توان رآکتور ممکن است از توان الکتريکی (e) و توان گرمايي (th) جداگانه صحبت شود، اين دو توان را بازدهی توليد انرژی به‌هم مربوط می‌کند و معمولاً توان گرمايي سه‌برابر توان الکتريکی ا‌ست.

Half-life

نيمه‌عمر -  مدت زمانی که طی‌ آن نيمی از هر مقدار هسته‌ی پرتوزا  وامی‌پاشد.

Head end

سر کارخانه - بخشی از تأسيسات بازفرآوری که سوخت را از پوشش آن جدا می‌کند و به شکلی در می‌آورد (معمولاً محلول در نيتريک‌اسيد) که برای جدا کردن شيميايي مناسب باشد.


Heavy water

آب سنگين - دوتريوم‌اکسيد، که در آن به‌جای هيدروژن آب معمولی، ايزوتوپ سنگين‌تر آن قرار گرفته است. آب سنگين به‌خاطر ميزان کم جذب نوترون به‌صورت کندکننده به‌کار می‌رود.

Hex (colloquial)

هگز (عاميانه)- اورانيوم هگزافلوريد، ماده‌‌اي فرّار که در غنی‌سازی ايزوتوپي اورانيم  (از راه پخش گاز، يا، فرآيندهای مرکزگريزی) به‌کار می‌رود.

 

HLW – High Level Waste

زباله با پرتوزايي زياد - اساساً بخش عمده‌ی محصولات شکافت با مواد همراه آنها.

Hulls

پوسته‌ها  بخش‌هايي از پوشش که از آنها سوخت با خيساندن بيرون کشيده می‌شود.

Hydrocarbon

هيدروکربن - مواد مرکب از فقط هيدروژن و کربن، مثلاً اجزای عمده‌ی زغال و نفت. محصولات پالايشگاه مثل نفت مصرف خانگی می‌تواند مخلوط‌های پيچيده‌اي‌ از چند هيدروکربن باشد.

Hydrogeology

زمين‌شناسی آب يا هيدروژئولوژی – رفتار آب بين ساختارهای سنگی.

Hydrolysis

هيدروليز – تجزيه آب از راه وارد کردن يون‌‌های هيدروژن و هيدروکسيل.

IDR – Integrated Dry Route

مسير خشک يک‌پارچه – از اورانيم‌ هگزافلوريد به اورانيوم‌دی‌اکسيد.

ILW – Intermediate Level Waste

زباله با پرتوزايي ميانی – موادی هم‌چون پوشش سوخت که در اثر تماس با سوخت يا نوترون‌گيری به ميزان قابل‌ملاحظه‌اي پرتوزا شده‌اند اما گرمای زياد توليد نمی‌کنند.

Incineration (nuclear)

زباله‌سوزی (هسته‌ای) – تبديل زباله‌های هسته‌ای به شکل‌هايي غيرفعال يا دارای نيمه‌عمر کوتاه از راه تبديل هسته‌ای درون  رآکتور يا وسيله‌‌اي ديگر.


Ion

يون – اتم يا ترکيبی از اتم‌ها که به‌علت کمبود الکترون و يا داشتن الکترون اضافی، بار الکتريکی دارد.

Ion exchange

تبادل يونی – فرآيندی که طی‌ آن يون‌هايي که در اثر جاذبه‌ الکتروستاتيک به‌شکل مقيّد در حالت جامد وجود دارند، در حالت محلول جای خود را با يون‌های نوع ديگر عوض می‌کنند.

Ionise

يونيدن – تبديل به ذره‌ی باردار معمولاً از راه بيرون کشيدن الکترون.

Interrogation (neutron)

وارسی (نوترونی) – تخمين محتوای ماده‌ شکافت‌پذير با بررسی پاسخ ماده به شار نوترون.

Irradiation

تابش‌دهی يا پرتودهی – در حالت کلی، هر نوع قرار دادن در معرض تابش يون‌ساز؛ در مورد سوخت، ميزان استفاده در رآکتور که معمولاً براساس انرژی‌ ناخالصی‌ است که از رآکتور به‌دست آمده است و برحسب GWd/t (گيگاوات‌روز به‌ازای هر تن) اندازه گرفته می‌شود.

Isotope

ايزوتوپ – يکی از شايد چند شکل مختلف يک عنصر که در هسته‌ خود تعداد متفاوتی نوترون دارند. در حالت عام، رفتار همه‌ ايزوتوپ‌های يک عنصر يکسان است مگر در مواردی که رفتار به جرم هسته بستگی داشته باشد. معدودی عناصر هستند که فقط يک ايزوتوپ آنها در طبيعت يافت می‌شود مانند فلوئور.

Labile

تغييرپذير – ناپايدار و سريعاً متغير.

Lanthanides

لانتانيدها – 14 عنصر نادر خاکی که در جدول تناوبی پس از لانتانوم می‌آيند و چون پيکربندی‌ الکترونی آنها فقط از نظر يکی از پوسته‌های داخلی متفاوت است خواص شيميايي آنها بسيار شبيه به‌هم است.

Leaching

خيس خوردن يا فروشويي - حل شدن بخشی از مخلوطی از جامد.


Lixiviation

خيساندن يا قلياب‌شويي – خيس خوردن عمدی.

LLW – Low Level Waste

زباله با پرتوزايي کم - زباله يا پسماند فرآيند که به‌ميزان کم آلوده شده باشد و می‌توان آن را با روش‌های نسبتاً ساده انبار کرد يا دور ريخت بدون اين‌که به محيط زيست آسيبی برسد.

LMR – liquid metal reactor

رآکتور فلز مايع – رآکتوری که با سديم مذاب يا فلز مذاب ديگری خنک شود؛ اغلب اما نه هميشه اين رآکتورها از نوع نوترون سريع هستند.

LOCA – loss-of-coolant accident

حادثه فقدان خنک‌کننده- که در آن سوخت رآکتور به‌علت تداوم واپاشی‌ محصولات شکافت بيش از حد گرم می‌شود.

LWR – Light Water Reactor

رآکتور آب سبک - در اين رآکتور آب معمولی هم به‌صورت کندکننده و هم به‌صورت خنک‌کننده، چه در حالت جوشان و چه تحت فشار، به کار برده می‌شود.

Magnox

ماگنوکس – آلياژی که عنصر عمده‌ی آن منيزيم است و برای پوشش سوخت اورانيم فلزی به‌کار برده می‌شود؛ هم‌چنين به کل سوخت يا رآکتوری که از اين نوع سوخت استفاده می‌کند اطلاق می‌شود.

Mass number

عدد جرمی – تعداد پروتون‌ها به‌اضافه‌ تعداد نوترون‌ها درون هسته‌ اتم - عدد جرمی معيار تمايز ايزوتوپ‌های مختلف يک عنصر است.

Masterblend

مستربلند - مخلوط اورانيم اکسيد و پلوتونيم اکسيد به نسبتی که درصد پلوتونيم اکسيد برابر يا بيشتر از مقداری باشد که در نهايت لازم است و بنابراين با اضافه کردن اورانيم اکسيد می‌تواند پاسخ‌گوی همه نوع نيازی باشد.

MEB – multi-element bottle

بطری‌ چندعنصری – ظرفی که از پراکنده‌شدن آلودگی‌ سوخت تابش‌ديده در انبار و يا هنگام حمل‌ونقل جلوگيری می‌کند.

Micron

ميکرون – يک ميليونيم متر.

Military-grade plutonium

پلوتونيوم نظامی – پلوتونيوم 239 با مقدار بسيار کمتري ايزوتوپ‌های ديگر که در رآکتورهای هسته‌اي توليد می‌شود.

Milling (ore)

آسياکاری (سنگ معدن) – فرآيند يا دنباله فرآيندهايي که برای جدا کردن کانی‌های ارزشمند از مواد بی‌ارزش انجام می‌گيرد.

Minor actinides

آکتينيدهای جزئی – نپتونيوم و ديگر عناصر فراپلوتونيوم که به‌شکل مستقيم يا غيرمستقيم در سوخت هسته‌ای‌ تابش‌ديده ساخته می‌شود.

Mixed oxide fuel (MOX)

سوخت مخلوط اکسيدی – سوختی که به‌جای غنی‌شدن در اورانيم 235، حاوی پلوتونيم است و پلوتونيوم ماده‌ی شکافت‌پذير اصلی ا‌ست.

Mixer-settler

مخلوط‌کن ساکن‌کننده – تجهيزات استخراج از حلال که در آن دو فاز (که در وضعيت ايده‌آل به حالت تعادل رسيده‌اند ولی در شرايط کار عملاً به حالت تعادل بسيار نزديک هستند) با هم مخلوط می‌شوند و به آنها در هر مرحله پيش از گذار به مرحله  بعد فرصت داده می‌شود ، به حالت سکون برسند.

Moderator

کندکننده – ماده‌‌اي برای کند کردن نوترون در اثر برخوردهای کش‌سان؛ عدد جرمی و سطح مقطع جذب برای کندکننده بايد در حد سازگاری با ملزومات ديگر رآکتور کم باشد.

Modifier

اصلاح‌گر – ماده‌اي که به سيستم استخراج از حلال اضافه می‌شود تا مثلاً از جدا شدن گونه استخراج‌شده از رقيق‌کننده جلوگيری کند.

Monazite

مُونازيت – سنگ معدن توريم و عناصر نادر خاکی.


Monel

مونل – آلياژی که در برابر خوردگی مقاوم است.

Monitoring

خبرگيری – وارسی برای وجود آلودگی و ميزان آن.

MOX – Mixed Oxide fuel

ماکس – سوخت مخلوط اکسيدی (اورانيم و پلوتونيوم).

MTHM – Metric Ton of Heavy Metal

تن متريک فلز سنگين – (اورانيم به اضافه پلوتونيم، محتوای عنصری بدون توجه به شکل شيميايي).

Neptunium

نپتونيوم – اولين عنصر فرااورانيومی با عدد اتمی‌ 93.

Neutron

نوترون – ذره‌‌اي خنثی با جرم 008665ر1 يکای اتمی که به‌شکل منفرد ناپايدار است و با نيمه‌عمر 4ر10 دقيقه به پروتون و ذره‌ بتا وامی‌پاشد.

Neutron interrogation

وارسی‌ نوترونی – بررسی‌ محتوای شکافت‌پذير براساس پاسخ به چشمه‌ نوترون.

Neutron spectrum

طيف نوترون – توزيع انرژی شار نوترون رآکتور.

Noble  gases

گازهای نجيب – هليم، نئون، آرگون، کريپتون، زنون، و رادون به اين نام معروف هستند زيرا اعضای اين گروه به‌ويژه اعضای سبک‌تر اين گروه در برابر ترکيب شيميايي مقاوم هستند.

Nucleon

نوکلئون – هر يک از اجزای هسته اتم.

Nuclide

نوکليد – ايزوتوپی خاص.

Packing fraction

کسر پکيدگی – نوعی معيار برای جرمی که در اثر تبديل نوکلئون‌ها به هسته از دست می‌رود.

Paraffin

پارافين - دسته‌اي از هيدروکربن‌ها که زنجيره اتم‌های کربن آنها کاملاً هيدروژنه است.


Parent

پدر يا مادر - به تعريف "دختر" مراجعه کنيد.

Partition

تفکيک - جدا کردن؛ معمولاً در مورد جدا کردن پلوتونيوم از اورانيم، يا، اکتينيدهای جزئی از زباله‌ بسيار پرتوزا به‌کار می‌رود.

Partition coefficient

ضريب تفکيک – نسبت غلظت گونه‌ی مولکولی خاصی در حلال به غلظت آن در فاز آبی در حالت تعادل (مقايسه کنيد با نسبت توزيع که در مورد همه شکل‌های عنصر بدون توجه به ترکيب آن عنصر به‌کار می‌رود).

Passivation

منفعل کردن – تشکيل پوشش اکسيد روی فلز که مانع واکنش بيشتر می‌شود.

Passive safety

ايمنی‌ منفعل – وضعيتی که هرگونه تغيير در جهت شرايط غير ايمن بدون دخالت اپراتور يا دستگاه‌های مهندسی، خودبه‌خود  تصحيح می‌شود.

Perched aquifer

لايه آب‌خيز مرتفع – سنگ‌های متخلخل حاوی آب که در ارتفاع بيشتر از سفره زيرزمينی آب ولی روی لايه‌اي ناتراوا قرار گرفته باشند.

Periodic table

جدول تناوبی – جدولی برای عناصر شيميايي که دنباله‌های افقی‌ آن برحسب عدد اتمی و گروه‌های عمودی‌ آن برحسب خواص شيميايي عناصر مرتب شده است (معمولاً، به‌استثنای لانتانيدها و آکتينيدها، که نمی‌توان به‌راحتی آنها را به‌اين صورت در جدول قرار داد و جداگانه فهرست می‌شوند).

pH

پ‌هاش – معيار اسيدی يا قليايي بودن، تعريف صوری‌ آن لگاريتم عادی ميزان فعاليت يون هيدروژن است. پ‌هاش 7 نماينده خنثی بودن و مقدار کم‌تر از 7 نشانه‌ اسيدی بودن و مقدار بيشتر از 7 نشانه‌ قليايي بودن محيط است.


Pin (fuel)

ميله (سوخت) – لوله‌ی پر از قرص‌های سوخت، که معمولاً به‌صورت گروهی به‌کار می‌روند. اين گروه‌ها ممکن است از صد ميله تشکيل شده باشند و نام‌های مختلف خوشه، عنصر، زيرمجموعه، غيره به آنها اطلاق می‌شود.

Plume

ستون – الگوی پراکندگی شاره‌ی خروجی از نقطه‌ی بيرون‌ريزی.

Plutonium

پلوتونيوم – دومين عنصر فرااورانيمی با عدد اتمی 94.

Plutonium cycle

چرخه‌ پلوتونيوم – شکافتی که در آن نوترون توليد می‌شود و اورانيم 238 را به پلوتونيوم تبديل می‌کند که جزء شکافت‌پذير دور بعدی سوخت است.

Poison (ion-exchange)

سم (در تبادل يون) – ماده‌اي که با اشغال برگشت‌ناپذير مکان‌های جذب، ظرفيت را کاهش ‌می‌دهد.

Poison (neutron)

سم (نوترون) – جاذبی به‌ويژه قوی برای نوترون. اين سم را ممکن است به‌عمد وارد تجهيزات کرد تا از وقوع حالت بحرانی به‌شکل تصادفی جلوگيری شود، يا وارد سوخت کرد تا از ميزان واکنش‌پذيری اوليه سوخت و در نتيجه گستره‌ی کنترل طی حضور سوخت در رآکتور کاسته شود (که در اين صورت سم را سوختنی انتخاب می‌کنند يعنی در اثر جذب نوترون تبديل به هسته‌اي می‌شود که قابليت جذب آن برای نوترون کم است)؛ از طرف ديگر سم ممکن است محصول جانبی و نامطلوب فرآيندهای ديگر باشد.

Polysaccharide

پُولی‌ساخاريد – ترکيبی که از پيوند مولکول‌های شکر شکل بگيرد مثلاً نشاسته يا سلولز.

Pond

استخر – تأسيساتی برای انبارکردن سوخت هسته‌ای‌ تابش‌ديده.

Positron

پوزيترون – پادذره الکترون با جرمی برابر با جرم الکترون اما بار مخالف.


Prompt (criticality)

(بحرانی شدن) آنی – زنجيره شکافتی که فقط با نوترون‌های سريع پايدار می‌ماند و در نتيجه قابل‌کنترل نيست.

Prompt (neutrons)

(نوترون‌های) آنی – نوترون‌هايي که آناً از فرآيند شکافت گسيل می‌شوند (بخش کوچکی از آنها با کمی تأخير گسيل می‌شوند).

Proton

پروتون – هسته‌ هيدروژن معمولی با جرم 0072765ر1 يکای اتمی و يک واحد بار مثبت که همراه با نوترون، هسته همه اتم‌های ديگر را می‌سازد.

Pulp

خمير – سنگ معدنی بسيار آسياشده به‌منظور استخراج اجزای باارزش.

Pulsed column

ستون تپشی - تجهيزاتی برای استخراج از حلال که در آن فازهای مختلف در دو جهت مخالف از ستونی عمودی عبور می‌کنند. تپ تناوبی‌ فشار آنها را از صفحات عرضی‌مشبک عبور می‌دهد تا پراکندگی‌ هر فاز حفظ شود.

Purex

پيورِکس – فرآيند فعلاً معمول استخراج از حلال برای جدا کردن اورانيم، پلوتونيوم، و زباله‌‌ هسته‌ای از سوخت تخليه‌شده.

Purging

تصفيه – جايگزين کردن کامل يا بخشی از شاره‌ آلوده (مثلاً آب استخر خنک‌کننده) با شاره‌ی پاکيزه.

PWR – Pressurized Water Reactor

رآکتور آب تحت فشار – رآکتوری که با آبی خنک می‌شود که به‌منظور جلوگيری از جوشيدن تحت فشار نگه داشته می‌شود و گرمای رآکتور را به مدار ديگری منتقل می‌کند که در آن بخار آب جريان دارد.

Pyrohydrolysis

آذرهيدروليز يا پيروهيدروليز– هيدروليز در دمای زياد.


Pyrolysis

پيروليز – تجزيه در اثر گرما (معمولاً گرمای شديد).

Radioactivity

پرتوزايي - تجزيه‌ی خودبه‌خود هسته‌ی اتم همراه با گسيل تابش يون‌ساز (به "تابش آلفا"، "تابش بتا"، و "تابش گاما" مراجعه کنيد). پرتوزايي می‌تواند طبيعی باشد يا القا شود.

Radiography

پرتونگاری – کاربرد تابش پرانرژی برای ساخت تصوير ناپيوستگی‌های درونی‌ جسمی کدر.

Radiology

پرتوشناسی – دانش آثار تابش.

Radionuclide

راديونوکليد – نوكليد پرتوزا.

Radon

رادون – از نظر شيميايي آخرين گاز نجيب؛ ايزوتوپ اصلی‌ آن رادن 222 (که با نيمه‌عمر 8235/3 روز تابش آلفا گسيل می‌کند) هسته‌ی دختر راديوم 226 است و از شکاف‌های زمين نشت می‌کند و عامل اصلی‌ بخش عمده‌ی پرتوزايي در محيط‌های بسته است.

Raffinate

محصول تصفيه – در فرآيند استخراج از حلال آن‌چه پس از بيرون کشيدن اجزای باارزش باقی می‌ماند.

Rare earth

نادر خاکی – لانتانيدها را ببينيد.

Rating

توان – توان گرمايي را ببينيد.

RMBK reactor

رآکتور RMBK رآکتوری با طراحی روسی که کندکننده‌ی آن گرافيت و خنک‌کننده‌ی آن آب است (مانند رآکتور چرنوبيل). چون در اين رآکتور امکان دارد خنک‌کننده از دست برود درحالی‌که عمل کند کردن [نوترون‌ها] ادامه دارد، تمايلی ذاتی در اين رآکتور به ناپايداری وجود دارد که با استانداردهای معمول ايمنی سازگار نيست.


Reactor (nuclear)

رآکتور (هسته‌ای) – مجموعه تجهيزاتی که واکنش زنجيره‌ای‌ شکافت را پايدار نگه می‌دارد و کنترل می‌کند. رآکتورها به دو طبقه‌ی عمده تقسيم می‌شوند:

راکتورهای گرمايي- معمولاً شار نوترون اين رآکتورها با بخش درونی‌ رآکتور کم‌وبيش در حالت تعادل است؛

رآکتور سريع – طيف نوترون اين رآکتورها بسيار پرانرژی‌تر است؛

رآکتور زاينده - با تبديل هسته‌ای ايزوتوپ‌های بارور مثل اورانيم 238 به همان ميزان سوختی که مصرف می‌‌‌‌‌‌‌کند سوخت هم توليد می‌کند.

انواع رآکتورها جداگانه فهرست شده‌اند (اين فهرست جامع نيست).

Redox potential

پتانسيل اکسايش و احياء – معياری برای شرايط اکسايش يا احياء.

Refabrication

بازساخت – ساخت سوخت جديد از سوخت تخليه‌شده‌ی رآکتور.

Reprocessing

بازفرآوری – جدا کردن مواد بالقوه مفيد و ضايعات از سوخت تخليه ‌شده.

Resonance

تشديد – افزايش احتمال برهم‌کنش بين بعضی هسته‌ها ونوترون به‌ازای انرژی‌ خاص.

Rheology

شارشناسی – دانش خواص شار.

Safeguards

مقرارت ايمنی– مقررات اداری برای جلوگيری از کاربرد ماده شکافت‌پذير تأسيسات غيرنظامی برای مقاصد نظامی.

Salt-free (process)

(فرآيند) بدون نمک – فرآيندی که هيچ نوع پس‌ماند غيرفرّار يا نابودی‌ناپذير در محلول باقی نمی‌گذارد (چنين فرآيندی برای کاستن از حجم زباله‌هايی که بايد انبار مناسبی برای‌شان پيدا شود بسيار مطلوب است).


Scrubbing

سابش – در استخراج از حلال، برقراری‌ تماس بين ماده‌ی استخراج‌شده‌ جديداً بارگذاری‌شده با بخش پاکيزه‌ی فاز چشمه برای حذف آلودگی‌های نامطلوب؛ در گاز حذف ناخالصی‌ها از راه تماس نزديک با جريان آبی.

Shielding

حفاظ‌گذاری – ماده‌اي که پيش از آن‌که تابش آسيب جانی و مالی برساند آن را جذب می‌کند.

Sievert (Sv)

سيورت (Sv) يکای SI برای دز تابش. دز تابش از منابع طبيعی در انگلستان به‌طور ميانگين حدود يک 500اُم سيورت (2 ميلی‌سيورت) است اما از برای جاهای مختلف تفاوت زياد دارد.

Sintering

تف‌جوش – گرمادهی به‌ميزانی که ذرات به‌هم ملحق می‌شوند بدون اينکه ذوب شوند.

Solubility product

حاصل‌ضرب انحلال‌پذيری – در محلول اشباع‌شده ماده‌اي يونی، حاصل‌ضرب غلظت اجزای يونی‌ محلول (برحسب يکای مولی).

Solvent extraction

استخراج از حلال – فرآيند جدا کردن که در آن يک جزء يا اجزائی از مخلوطی خاص از يک حلال به حلال ديگری منتقل می‌شود که اساساً با حلال اول مخلوط نمی‌شود (معمولاً از محلول آبی به روغن آلی و بالعکس).

Stocheiometry

استوکيومتری – رابطه‌ عددی بين موادی که در واکنشی شيميايي شرکت دارند يا بين اتم‌های عناصر مختلف ماده‌اي مرکب؛ اگر در مورد اخير استوکيومتری به‌شکلی پيوسته درگستره‌ی خاصی تغيير کند در حالی‌که خواص ماده تغيير تدريجی ‌کند ماده‌ مرکب را غيراستوکيومتريک می‌خوانند.

Stope

پله – حفره‌‌اي که در اثر استخراج کانی‌ها در معدن به‌وجود می‌آيد.

Stratigraphy

چينه‌نگاری – الگوی لايه‌های ته‌نشستی زمين‌شناختی.


Stripping

بيرون‌کشی – بازپس‌گيری ماده‌ پس از عمل استخراج از حلال.

Sublimation

تصعيد – تبخير مستقيم از حالت جامد.

Super-criticality

حالت فوق‌بحرانی – واکنش‌ زنجيره‌ای شتاب‌گيرنده شکافت که در آن از هر شکافت بيش ازيک نوترون برای راه‌اندازی‌ شکافت بعدی آزاد می‌شود.

Supernova

ابرنواختر – انفجار ستاره با دماهايي چنان زياد و شار نوترون چنان شديد که برای ساخته شدن عناصر سنگين کفايت می‌کند.

Swarf

براده – قطعاتی از پوشش (ماگنوکس) که از عناصر سوخت ورآمده‌اند.

Tailings (mining or milling)

آخال (معدن‌کاری يا آسياکاری) – آن‌چه پس از جدا کردن اجزای باارزش سنگ معدنی به‌جا می‌ماند.

Tails (enrichment)

زوائد (غنی‌سازی) – محصول جانبی که از ايزوتوپ باارزش‌تر تهی شده است.

TBP – tri-n-butyl phosphate

تری-n-بوتيل-فسفات – حلالی که در تأسيسات بازفرآوری به‌کار می‌رود و معمولاً با هيدروکربنی خنثی رقيق می‌شود.

Thermal (neutron)

(نوترون) گرمايي - نوترونی که با محيط اطرافش از لحاظ انرژی در حالت تعادل باشد.

Thermal (reactor)

(رآکتور) گرمايي - رآکتوری که طيف نوترونی آن هنگام کار عمدتاً گرمايي ا‌ست.

Thermal rating (of fuel or reactor)

توان گرمايي (سوخت يا رآکتور) – خروجی حرارتی کل در تمايز با ظرفيت توليد برق، که معمولاً به‌علت محدوديت‌‌های ذاتی ترموديناميکی برای بازدهی، (بسته به دمای بخار آب) حدود يک‌سوم توان گرمايي ا‌ست.

Thermite

ترميت – واکنش بين اکسيد فلزی و فلز بسيار الکتروپوزيتيو (معمولاً آلومينيم) که گرمای شديد توليد می‌کند.

Third phase

فاز سوم – گاهی در استخراج از حلال، هنگامی شکل می‌گيرد که غلظت گونه‌ی استخراج‌شونده از ميزان انحلال‌پذيری در ماده‌ی رقيق‌کننده بيشتر می‌شود؛ ممکن است باعث بی‌تأثير شدن يا غيرعملی شدن فرآيند شود.

Thixotropic

تيکسوتروپيک – ماده‌اي که تا زمانی که در اثر نيروهای برشی شاره نشده است، ژل‌مانند است.

Thorium

توريم – عنصر با عدد اتمی 90. با اينکه توريم آکتينيد است رفتار شيميايي آن شبيه به عناصر گروه چهارم است.

Thorium cycle

چرخه‌ توريم – تبديل توريم 232 به اورانيم 233 که جزء شکافت‌پذير دُور بعدی سوخت می‌شود.

THORP – the British Thermal Oxide Reprocessing Plant

تأسيسات بازفرآوری‌ گرمايي اکسيد انگلستان – در سلافيلد کامبريا.

Tonne

تن – تن متريک برابر با 1000 کيلوگرم يا 2200 پوند، مقايسه کنيد با تن سلطنتی برابر با 2240 پوند.

Transmutation

تبديل – تبديل يک عنصر به عنصر ديگر مثلاً در اثر جذب نوترون و گسيليدن ذره‌ی بتا که عدد اتمی را يک عدد زيادتر می‌کند.

Transuranic elements

عناصر فرااورانيم – عناصری که در جدول تناوبی پس از اورانيم (عنصر 92) می‌آيند و اساساً عناصری مصنوعی هستند گرچه مقادير بسيار کم پلوتونيوم (عنصر 94) در طبيعت يافت می‌شود.

Tritium

تريتيوم – ايزوتوپ هيدروژن با عدد جرمی‌ 3 (دارای دو نوترون در هسته)، که با نيمه‌عمر 3/12 سال با گسيل ذره‌ی بتا وامی‌پاشد.

TRU

تي‌آريو – (زباله) حاوی‌ عناصر فرااورانيمی.

Unconformity (geological)

ناهم‌خوانی (زمين شناختی) – گسيختگی در دنباله‌ رسوبات زمين‌شناختی.

Uranium

اورانيم – سنگين‌ترين عنصری که به‌مقدار قابل‌ملاحظه در طبيعت يافت می‌شود؛ عدد اتمی 92.

Uranyl ion

يون اورانيل- گروه که در بسياری از فرآيند‌های شيميايي بدون تغيير باقی می‌ماند؛ شکل عام اورانيم شش‌ظرفيتی U(VI) در محلول.

Valency

ظرفيت شيميايي- توان ترکيب عنصر شيميايي مثلاً تعداد اتم‌های هيدروژن يا کلر که می‌توانند با آن عنصر شيميايي، مولکول خنثی بسازند. در بسياری از عناصر، اين ظرفيت بسته به حالت اکسايش يا احيا عددی متغير است.

Vitrification

شيشه‌ای کردن – تبديل زباله‌های هسته‌ای به شکلی شيشه‌ای برای دورريزی‌ دائمی.

VVER

وی‌وی‌ای‌آر – نوع روسی‌ رآکتور آب تحت فشار.

Yellowcake (uranium ore concentrate, UOC)

کيک زرد (اکسيد اورانيم تغليظ‌شده) – اکسيد اورانيم غيره... که عمدتاً در محل معدن خالص شده باشد.

Zeolite

زئوليت – ماده‌اي معدنی که هم به‌شکل طبيعی يافت می‌شود و هم شکل مصنوعی‌ آن ساخته می‌شود و مخلوط آلومينيم‌اکسيد و سيليسيوم‌اکسيد است و ساختاری دارد که ويژگی‌اش کانال‌های باز در مقياس مولکولی‌ست؛ انواع مختلف زئوليت به‌صورت کاتاليزور در واکنش‌های گازی و تبادل يونی در محلول آبی به‌کار می‌روند.

Zircaloy

زيرکالوی - آلياژی که عمدتاً حاوی‌ زيركونيم است و به‌خاطر مقاوم‌ بودن در برابر خوردگی و ميزان کم جذب نوترون برای پوشش سوخت به‌ كار مي‌رود.

+ نوشته شده توسط ر.ق.پ در سه شنبه 1388/01/18 و ساعت 6:43 |

محاسبات اقتصاد مهندسي در بخش انرژي

 

سيستم عرضه انرژي مجموعه اي از فن آوريهاي فرآورش، تبديل و انتقال است. يكي از ابعاد مشخص كننده ساختار بخش انرژي فن آوريهاي سيستمهاي انرژي است. شناسايي و انتخاب فن آوري بهينه موضوع عمده تصميم گيري در بخش انرژي است. گزينش فن آوري مناسب در هر يك از سطوح پخش انرژي بر اساس معيارهايي صورت مي پذيرد كه موارد عمده آن توجيه پذيري اقتصادي، سازگاري با محيط زيست و مقبوليت اجتماعي است. توجيه پذيري اقتصادي عرضه حاملهاي انرژي تحت تاثير هزينه توليد و عرضه آنها قرار دارد و يكي از اقلام عمده هزينه، هزينه توليد است. برآورد و تخمين هزينه توليد و عرضه هر يك از حاملهاي انرژي يكي از اطلاعات مهم و مورد نياز در فرآيند تصميم گيري در بخش انرژي است.

سيستم ها و فن آوريهاي مورد بهره برداري در بخش انرژي به دليل ويژگيهاي خود داراي طول عمر خدماتي طولاني هستند و هزينه عملياتي نيز بطور وسيع از مقدار جريان انرژي تبعيت مي كند. هزينه عملياتي تابعي از بازده انرژي است و تغييرات بازده انرژي نيز تحت تاثير حجم سرمايه گذاري قرار دارد. براي درك عميق ارتباط تابعي بين هزينه توليد و عرضه حاملهاي انرژي و ويژگيهاي سيستم هاي فرآورش و تبديل انرژي، روش محاسبه هزينه و توليد انرژي با عنايت به مباني اقتصاد مهندسي مورد بحث قرار    مي گيرد. در قسمت اول، محاسبات در حالت ايستا موضوع بحث است و در بخش دوم ضمن تشريح اهميت بكارگيري روشهاي پويا، نحوه برآورد هزينه به كمك روش پويا توضيح داده مي شود. در قسمت پاياني يك مثال مشخص مورد بحث قرار مي گيرد.

 

4 – 1 تعاريف و مفاهيم

هدف از بكارگيري روشهاي اقتصاد مهندسي

هدف اصلي از انجام محاسبات اقتصاد مهندسي در بخش انرژي آن است كه اطلاعات قابل اتكا و واقعي براي تصميم گيري در مورد سرمايه گذاري تهيه گردد. دسترسي به اطلاعات مزبور كمك مي كند به سوالهاي زير پاسخ داده شود.

الف – ارزيابي اقتصادي هر يك از طرحهاي موضوع سرمايه گذاري

آيا تخصيص منابع مالي لازم براي سيستم مورد نظر داراي توجيه اقتصادي است؟

ب – مسئله انتخاب

سرمايه گذار امكان آن را دارد كه از ميان گزينه هاي مختلف انتخاب كند. كدام گزينه بهترين است؟

ج – موضوع جايگزيني

آيا لازم است تاسيسات موجود با سيستم هاي جديد جايگزين شود؟

از طريق كاربرد روشهاي محاسبات اقتصاد مهندسي مي توان به هر يك از پرسشهاي فوق پاسخ مناسب را ارائه نمود و از اينرو، استفاده از روشهاي اقتصاد مهندسي يك اقدام لازم براي توسعه پايگاه اطلاعاتي در فرآيند  تصميم گيري است.

 

مفاهيم اوليه

برخي از اصطلاحات و مفاهيم اوليه كه بطور وسيع در محاسبات اقتصاد مهندسي بخش انرژي مورد استفاده قرار مي گيرد به ترتيب زير است.

سرمايه گذاري: تخصيص منابع مالي به تجهيزات و تسهيلات مربوط به سيستم هاي انرژي

مخارج : ارزش پولي كالاها، تجهيزات و خدمات خريداري شده در طول يك دوره زماني

درآمد: ارزش پولي فروش كالاها و خدمات در طول يك دوره زماني

هزينه: ارزش استهلاك كالاها و خدمات در فرآيند توليد تا هنگاميكه توليد محصول لازم است

فروش: ارزش پولي كالاها و خدمات حاصل از عمليات فرآيند توليد در يك دوره زماني

هزينه و قيمت جاري: هزينه ها يا قيمتها در زمانهاي مشخص و براساس قیمت روز در آن زمان

هزينه و قيمت واقعي: هزينه يا قيمت كالاها و خدمات در زمانهاي مختلف كه تاثير تورم بر آن حذف شده است. در اين حالت اطلاعات اقتصادي به قيمتهاي ثابت سال پايه ارائه مي شود.

براي توضيح تفاوت عمده بين هزينه ها و قيمتهاي جاري و واقعي با يكديگر به مثال زير اشاره مي شود.

نرخ تورم در يك كشور بطور متوسط برابر 0/3% در سال در طول دو دهه گذشته است. اگر قيمت نفت در سال 2000 برابر 25 دلار براي يك بشكه باشد بهاي نفت خام بر اساس قيمتهاي سال 1980 چه مقدار است؟

براي پاسخ به اين سوال لازم است تاثير نرخ تورم حذف شود. اگر قيمت نفت خام در سال 1980 برابر P80 و نرخ تورم برابر r درصد در سال باشد در آن حالت، قيمت نفت در سال 2000 P00 طبق رابطه (4-1) قابل محاسبه است:

(4-1)                                                                             

 

بنابراين بهاي نفت براساس قيمتهاي 1980 به ترتيب رابطه (4-2) قابل محاسبه است:

(4-2)                                                                                 

 

با توجه به رابطه فوق قيمت نفت كه در سال 2000 برابر 25 دلار براي يك بشكه بوده براساس قيمتهاي سال 1980 برابر 6/12 دلار براي يك بشكه است. لذا، P00=$25 قيمت جاري نفت در سال 2000 است و P80=$12.6 قيمت واقعي نفت خام در سال 2000 براساس قيمتهاي سال 1980 است. هنگاميكه قيمت جاري نفت براساس متوسط نرخ تورم در 20 سال گذشته (1980-2000) طبق رابطه (4-2) تعديل مي شود اثر تورم بر تغييرات قيمت نفت حذف مي گردد و به اين ترتيب، قيمت واقعي كه معادل قيمت جاري است محاسبه مي شود.

 

محاسبه اقتصادي از نظر واحد توليدي: از نقطه نظر صاحب و بهره برداري يك سيستم، محاسبات اقتصادي بايد موارد زير را در بر داشته باشد:

-         ماليات ها و يارانه ها

-         زمان بهره برداري از تاسيسات = زمان استهلاك

 

محاسبات اقتصادي براساس اقتصاد ملي: محاسبات بر اساس مباني اقتصاد كلان (ملي) بايد داراي موارد زير باشد.

-         ماليات يا يارانه ملحوظ نمي شود.

-         زمان بهره برداري از تاسيسات برابر طول عمر آن باشد.

 

مرزبندي بين محاسبات هزينه و سرمايه گذاري

محاسبات مربوط به هزينه و سرمايه گذاري قابل تفكيك از يكديگر هستند. چكيده نقاط تمايز بين محاسبات هزينه و سرمايه گذاري به ترتيب جدول 4-1 است.

جدول 4-1  نقاط تمايز بين محاسبات هزينه و سرمايه گذاري

معيار مرزبندي

محاسبات هزينه

محاسبات سرمايه گذاري توجيه اقتصادي

1

تناوب

بطور مرتب در دوره هاي زماني معين انجام مي گيرد

در مواردمشخص (يعني گسسته) و در صورت لزوم انجام مي گيرد

2

دوره برنامه ريزي

براي يك دوره برنامه ريزي اجرا مي شود (محاسبات دوره اي)

محاسبات چندين دوره زماني را شامل مي شود (محاسبات چند دوره اي)

3

موضوع محاسبات

كل مجتمع توليدي

واحدهاي توليدي مشخص

4

هدف محاسبات

كنترل كوتاه مدت و هدايت كل مجتمع (ارزيابي عمليات مجتمع)

تعيين سودآور بودن (مطلق يا نسبي) يك مورد سرمايه گذاري؛ تعيين زمان بهينه جايگزيني

5

اجزاء محاسبات

هزينه ها و دستاوردها (محصولات)

پرداختها و دريافتها

 

روشهای محاسبات اقتصاد مهندسي

-     دو روش عمده محاسبات اقتصاد مهندسي تحت عنوان ‌«روش ايستا(Static)»  و «روش پويا (Dynamic)» قابل تفكيك هستند. زير مجموعه هاي عمده هر يك از روشها به ترتيب زير است:

الف – روش ايستا

-         مقايسه هزينه

-         مقايسه سود

-         محاسبه استهلاك

-         محاسبه سودآوري

-     در اين نوع محاسبات تفاوت زماني در مورد دريافتها و پرداختها منظور نمي گردد و حجم دريافت و پرداخت در دوره زماني مورد محاسبه ثابت فرض مي شود.

ب – روش پويا

-         ارزش كنوني

-         نرخ داخلي

-         متوسط هزينه سالانه

-         تفاوتهاي زماني از طريق تنزيل نمودن كليه پرداختها و دريافت در نقاط زماني مختلف منظور مي شود.

 

4-2 روش محاسباتی ايستا

 مقايسه هزينه

موضوع اصلي «مقايسه هزينه» محاسبه هزينه سالانه يك واحد توليدي (C) و مقايسه آن با هزينه سالانه واحد ديگر (Cz) است. هزينه سالانه يك واحد توليدي مشتمل بر دو قسمت به ترتيب زير است:

-         الف – هزينه سرمايه اي (C) مشتمل بر هزينه استهلاك و سود سرمايه

-         ب – هزينه عملياتي (B) مشتمل بر هزينه هاي مزد و حقوق، مواد، سوخت و انرژي، تعمير و نگهداري

(Ca = C+ B)

 

براي مثال مقايسه هزينه يك سيستم حرارتي يك خانوار تك واحدي با توجه به اطلاعات مندرج در جدول (4-2) به ترتيب زير خواهد بود.

 

جدول 4 – 2 اطلاعات لازم براي مقايسه هزينه سيستم حرارتي

-         معيار مرزبندي

علائم

واحد

باسوخت نفت

با سوخت گاز

قيمت مستقيم

A

$

50000

4000

بازده

h

%

70

60

طول عمر بهره برداري

n

سال

15

15

قيمت سوخت

p

$/kWh

37%

65%

نرخ سود

i

%

8

8

تقاضاي حرارت

D

kWh

20000

20000

 

 

هزينه هاي سرمايه اي سالانه به ترتيب زير محاسبه مي شود.

(4-4)                                                                                       

: سود محاسباتي سرمايه   

: استهلاك محاسباتي

هزينه عملياتي مرتبط با سوخت و انرژي به ترتيب زير قابل محاسبه است.

(4-5)                                                                                          

با توجه به مجموعه مباحث فوق، هزينه سالانه سيستم حرارتي با سوخت فرآورده نفتي و گاز طبيعي به قرار زير است:

الف – با سوخت فرآورده نفتي

 

-         با سوخت گاز طبيعي

 

بطوريكه مشاهده مي شود سيستم حرارتي با سوخت گاز طبيعي ارزانتر از سيستم حرارتي با سوخت فرآورده نفتي است. روش مقايسه هزينه داراي مزايا و كاستي هايي است كه مي توان آنها را به ترتيب زير جمع بندي نمود.

روش مقايسه هزينه محاسبات سريع و ساده را منعكس مي سازد.

در روش مقايسه هزينه فرض بر آن است كه محصول دو سيستم مورد مقايسه يكسان است و ارزش اقتصادي محصول آنها يكي مي باشد.

اطلاعات مورد مقايسه مقادير متوسط در طول دوره زماني است كه ثابت فرض مي شود. (مانند هزينه هاي متوسط، ضريب بهره برداري و بازده)

مقايسه هزينه يك ميزان و مقياس مطلق براي ارزيابي سرمايه گذاري را منعكس مي سازد. اطلاعاتي در مورد سود دهي سرمايه گذاري ارائه  نمي شود.

 

مقايسه سود

در روش مقايسه سود مقدار متوسط سود سالانه يك پروژه ديگر مقايسه  مي شود. اگر هزينه ها در يك دوره برابر C و فروش برابر S باشد مقدار سود در نقطه زماني معين به ترتيب زير خواهد بود.

P= S - C

 

روش مقايسه سود سالانه امكان مقايسه دو پروژه با توليد متفاوت را فراهم  مي آورد. به این ترتيب مي توان سود يك نيروگاه برق را با يك نيروگاه دو منظوره (برق و حرارت توام) مقايسه نمود. در جدول (4-3) مقايسه سود سرمايه گذاري براي توسعه يك واحد نشان داده شده است.

 

4 – 3  مقايسه سود سرمايه گذاري براي توسعه

موضوع

علائم

واحد

وضع موجود

وضع برنامه ريزي شده

هزينه

C

1000$

2370

3020

فروش

S

1000$

2500

3250

سود

P

1000$

130

230

 

با توجه به ارقام مندرج در جدول، اجراي طرح توسعه سودآور است و وضع برنامه ريزي شده بر وضع موجود ترجيح داده مي شود. چكيده مزايا و كاستي ها روش مقايسه سود به ترتيب زير است.

-         روش محاسباتي ساده و سريع است

-         كاربرد روش مقايسه سود براي ارزيابي طرحهاي توسعه و مقايسه آن با وضع موجود امكان پذير است.

-         عامل زمان در محاسبات منظور نمي شود.

-         اطلاعات در مورد سود دهي طرح و پروژه ها ارائه نمي گردد.

 

محاسبات زمان برگشت سرمايه

حاصل محاسبات زمان برگشت سرمايه، برآورد زمان برگشت سرمايه است كه در طول آن زمان منابع مالي تخصيص يافته برگشت پيدا    مي كند. زمان برگشت سرمايه به كمك رابطه 4-7 قابل محاسبه است.

(4-7)                                                                                             

 

-         C:   منابع مالي تخصيص يافته (سرمايه) ]واحد پول[

-         T:    زمان برگشت سرمايه ]سال[

-         CF: جريان پولي سالانه ]واحد پول در سال[

-     جريان پولي سالانه (CF) حاصل تفاضل فروش متوسط و هزينه متغير متوسط سالانه است كه به ترتيب زير قابل محاسبه مي باشد.

CF = S - V

-         CF: جريان سالانه پولي

-         S: فروش سالانه

-         V: هزينه متغير سالانه

يك پروژه مورد سرمايه گذاري هنگامي مثبت ارزيابي مي شود كه زمان برگشت سرمايه تا حد امكان كوتاه باشد. زمان برگشت سرمايه شاخصي است كه به كمك آن ريسك از دست رفتن سرمايه قابل ارزيابي است. هنگاميكه زمان برگشت سرمايه يك پروژه نسبت به ديگري كوتاهتر باشد ريسك آن نيز كمتر خواهد بود. بطور كلي براي يك پروژه مورد سرمايه گذاري لازم است شرط زير براي توجيه پذير اقتصادي آن برقرار باشد.

TP  £ TL

-         TP: زمان برگشت سرمايه

-         TL: طول عمر بهره برداري از موضوع سرمايه گذاري

 

جدول 4-4 اطلاعات لازم براي محاسبه زمان برگشت سرمايه جهت انتخاب بين دو پروژه داده شده است.

با توجه به روابطه فوق الذكر زمان برگشت سرمايه به ترتيب زير محاسبه  مي شود.

 

CF=S-V

 

 

جدول 4-4  اطلاعات براي ارزيابي زمان برگشت سرمايه جهت انتخاب پروژه برتر

ردیف

-         موضوع

علائم

واحد

پروژه اول

پروژه دوم

1

-     حجم سرمايه گذاري

C

$

25000

30000

2

-     طول عمر بهره برداري

TL

سال

5

5

3

-     متوسط هزينه متغير

V

$/a

1750

4000

4

-         متوسط فروش

S

$/a

8500

14000

براي پروژه اول

CF1=8500-1750  = 6750  $/a

 

سال

براي پروژه دوم

CF2= 1400 – 4000 = 10000   $/a

 

سال 

 

-         ملاحظه مي شود كه پروژه دوم  داراي توجيه اقتصادي بيشتر نسبت به پروژه اول است.

-         خلاصه مزايا و كاستي هاي روش برآورد زمان برگشت سرمايه به ترتيب زير است.

-         زمان برگشت سرمايه برآورد مي شود و اين شاخص را مي توان به عنوان ميزاني براي ارزيابي ريسك بكار گرفت.

-     طول زمان بهره برداري در محاسبات منظور نمي گردد. بعد از پابان زمان برگشت سرمايه، امكان تحصيل سود فراهم خواهد بود.

-         عامل زمان در محاسبات منظور نمي گردد.

+ نوشته شده توسط ر.ق.پ در سه شنبه 1388/01/18 و ساعت 6:34 |

مقررات كيفيت سوخت

بر يك اساس ملي، منطقه اي و گاهي كاربردي استوار بوده و در تعيين كيفيت آب رودخانه ها، سواحل، درياچه ها و ... بكار مي روند.

در بسياري از كشورهايي كه استانداردهاي كيفيت هوا را اعمال مي كنند به طور همزمان كنترل منابع سوختي نيز صورت مي پذيرد. در مورد اخير، استانداردها براساس نوع سوخت مصرفي ذغال سنگ، محصولات پالايش نفت، سوخت موتورها و...(و نيز با توجه به امكانات تكنيكي و هزينه عمليات پاكسازي سوخت مصرفي)، تعيين شده اند. در ميان كشورهاي OECD، استانداردهاي كيفيت سوخت، متنوع و متفاوت هستند. در برخي از اين كشورها محدوديتهاي شديدي درمورد سوختهاي حاوي درصد زياد گوگرد، سوختهاي نفتي سبك و متوسط (با ميزان گوگرد در حدود 2/0%) و در مورد سوخت نفتي سنگين (ميزان گوگرد در محدوده 1%) اعمال مي شود. در كشوري مانند آلمان محدوده استانداردهاي مذكور بسيار گسترده است و وسايل خانگي و نيز مصرف ذغال سنگ براي گرمايش (حداكثر گوگرد موجود 1%) را در بر مي گيرد.

در مورد استانداردهاي كيفيت سوخت مصرفي در بخش حمل و نقل، محدوديت اصلي در مورد استفاده از بنزين سرب دار و يا حاوي مواد فرار (در موتورهاي بنزين سوز) است. استانداردهاي مرتبط با سوختهاي حامل سرب، در جهت به حداقل رسانيدن ميزان سرب در بنزين براي انواع موتورها است. علاوه بر اين در برخي از كشورها مقررات فصلي استفاده از سوخت در بخش حمل و نقل لازم الاجرا هستند. به عنوان مثال در آمريكا استفاده از بنزين حاوي مواد فرار كمتر در فصل تابستان، به صورت يك قانون وضع شده و اعمال مي گردد.

از آن جايي كه مسأله آلودگي هوا(بخصوص صدمات وارده به لايه ازن) بسيار حاد گرديده، اقدامات شديدي در زمينه كنترل ميزان مصرف نفت و حتي گاز طبيعي در جهان به انجام رسيده است. در اين راستا علاوه بر سرب موجود در بنزين، ميزان نشر آلاينده هايي از قبيل pm، NOx و CO از اين منبع سوختي نيز به شدت تحت كنترل قرار گرفته اند. به منظور دستيابي به استانداردهاي وضع شده در مورد آلاينده هاي مذكور، بكارگيري تكنولوژيهايي از قبيل مبدلهاي كاتاليتيكي، كاتاليستهاي اكسايش و غيره در بخش حمل و نقل بسيار متداول است. در مورد موتورهاي ديزلي، استانداردهاي نشر بسيار سخت تر است و تاكيد اصلي بر كاهش كاربرد چنين ادواتي است. با توجه به آن كه ميزان تردد و مسافت رانندگي، روز به روز در جهان افزايش مي يابد و به منظور جلوگيري از صدمات زيست محيطي آتي، تهيه سوختهاي جايگزين، استفاده از خودروهاي برقي و غيره، از جمله تدابيري هستند كه براي تغيير كيفيت سوخت انديشيده شده است.

 

قانون استفاده از سوخت

كنترل استفاده از انواع سوخت به عنوان يك استراتژي در جهت كاهش آلودگي هوا، بهبود كيفيت محيط زيست و حفظ سلامت جوامع بشري، به صورت دائمي يا فصلي بكار مي رود. به عنوان مثال مصرف ذغال سنگ (بخصوص در فصل زمستان) در تركيه بسيار محدود شده است. در آمريكا نيز براي مقابله جدي با گسترش سوراخ لايه ازن،استفاده از محصولات نفتي پالايش يافته و نيز ذغال (در مصارف خانگي) محدود شده است. در برخي موارد، ممنوعيتهاي سخت تري در مورد انتشار آلاينده ها تعيين مي شود كه مقطعي است و در اثر افزايش  ناگهاني و شديد آلودگي لازم الاجرا هستند.

 

استانداردهاي نشر مواد آلاينده

در استراتژيهاي مديريت و كنترل كيفيت هوا، آب، خاك و زباله، از ابزار قانوني نظير استانداردهاي نشر استفاده مي شود. در اين استانداردها حداكثر ميزان مجاز انتشار آلاينده ها از منابع اصلي آلودگي محيط زيست (بخش حمل و نقل، نيروگاه و صنعت) تعيين مي شود. در مورد منابع نقطه اي مولد آلودگي، براساس نوع سوخت و تكنولوژيهاي موجود، استانداردهاي شديدتر و دقيقتري وضع شده است.

اخيراً EC، استانداردهاي جديدي در مورد محدود كردن ميزان انتشار SO2، SOx و PM از منابع آلاينده متحرك و نيز نيروگاهها (در كشورهاي عضو) تعيين كرده است. اين استانداردها در كشورهاي OECD نيز بكار مي روند.

استانداردهاي نشر مواد آلاينده اغلب با توجه به قابليت كنترل، تكنولوژيهاي «انرژي پاك»، هزينه و تاثير اين تكنولوژيها مشخص مي شوند. اين استانداردها كاملاً به تكنولوژي وابسته بوده و در برخي از موارد حتي استفاده از يك تكنولوژي مشخص و خاص، « بهترين تكنولوژي در دسترس»  يا «بهترين ابزار عملي» را توصيه مي كنند. قانونگزاري در مورد سوانح و تجهيزات (مانند تجهيزات عظيم احتراق) و يا استانداردهاي BAT و BPM، تا حدودي نسبت به استانداردهاي نشر، سخت گيرانه تر است.

 

استانداردهاي مكتوب تكنولوژي

قاطع ترين و مشخص ترين نمود قوانين زيست محيطي، وضع استاندارد مكتوب تكنولوژي است كه نوع يا روش كنترل تكنولوژيكي را كه مي بايست در نقطه اي معين بكار گرفته شود، مشخص مي سازد. اين استانداردها به دليل عدم انعطاف پذيري و مطلق بودن به ندرت بكار برده مي شوند. به عنوان مثال اعمال محدوديتهاي دقيق نشر NOx در بخش حمل و نقل به مفهوم آن است كه در اين راستا بايستي تنها از تكنولوژي استفاده از يك كاتاليزور خاص، بهره گرفته شود.

 

مجوز

در راستاي اجراي بيانيه اثرات زيست محيطي (EIS) ارائه مجوز، يك عنصر كليدي در كنترلهاي زيست محيطي براي تجهيزات جديد محسوب مي شود. مجوز بر 2 نوع است: 1- مجوز ساخت يا كاربرد تجهيزات 2 – مجوز فروش. در مورد منابع نقطه اي، اعطاي مجوز، منوط به راه اندازي تجهيزات اوليه است. بدين سبب تعيين پيش شرط براي كسب مجوز ضروري بوده و به زمان، مطالعه و تحقيق گسترده نياز دارد. مكانيسم صدور مجوز نه تنها به عنوان گام اوليه در كنترل ، بلكه به عنوان معياري مطمئن براي همگامي با ساير معيارهاي زيست محيطي (شامل محدوديتهاي نشر يا مقررات ايمني) محسوب مي شود.

به طور نظري، اعطاي مجوز جهت فروش محصولات، محدوده وسيعي از انواع محصولات مصرف كننده انرژي (از خودروها تا يخچالها) را در بر مي گيرد. اما در عمل، مجوزهاي فروش موتور خودروها عمدتاً براساس شواهد عملي در آزمايشگاه، صادر مي شوند. مجوزها همچنين براي كنترل انتشار مواد آلاينده از خودروها (با استفاده از آزمايشهاي ساليانه و يا 2 سالانه) در جهت بهبود كيفي كاركرد موتورها بكار مي روند.

 منطقه بندي

 باتوجه به محدوديتهاي جغرافيايي در بكارگيري تجهيزات صنعتي، منطقه بندي در تعيين مكان تجهيزات ثابت بسيار مهم است. چرا كه توسعه صنعتي از طريق تمركز مراكز مذكور در مناطق جغرافيايي با حساسيت كمتر (با توجه به مجوز) مي تواند به طور مشخص، در كنترل آلودگي دخيل باشد. از دير زمان، منطقه بندي و آمايش به عنوان راههاي كنترل تاثيرات سوء توسعه تجهيزات مرتبط با انرژي، شناخته شده اند.

 

مقررات ايمني

مقررات ايمني به منظور به حداقل رسانيدن خطرات فعاليتهاي بخش انرژي طرح شده اند. اين مقررات شامل خطرات شغلي و نيز خطرات منجر به ضرر و زيان جامعه مي شود. خطرات شغلي شامل خطرات كار در منزل و يا خارج از خانه  مي باشد. مقررات ايمني و سلامت در جهت حمايت از مصرف كننده بوده و حتي اگر به عنوان ابزار كنترل زيست محيطي وضع نشده باشند مي توانند بسياري از مقررات خاص زيست محيطي را تحت پوشش قرار دهند. در اكثر فعاليتهاي مرتبط با بخش انرژي (بخصوص توليد و انتقال) مقررات ايمني جهت جلوگيري از صدمات زيست محيطي وجود دارند. صنايع هسته اي مثالي از فعاليتهاي بخش انرژي هستند كه در آنها ايمني و حفاظت از محيط زيست مد نظر قرار گرفته است. خطرات ناشي از وقوع آتش سوزي و انفجار در صنايع نفت و گاز و غيره نيز منجر به توسعه مقررات جدي ايمني شده اند. مقررات ايمني همچنين در بسياري از ابزار قانوني مستقيم نظير اعطاء جواز براي تجهيزات جديد و يا تعيين و برآورده كردن نيازهاي تجهيزات موجود، دخالت مي كند.

 

ابزار اجرايي

مقبوليت و تاثير مقررات زيست محيطي كاملاً به «ابزار اجرايي» بستگي دارند. اين مكانيسمها محدوده وسيعي از لغو جواز، مجازات مالي تا تعقيب جنايي را در بر مي گيرند. قانون هزينه هاي غير قابل برگشت، هنگامي كه قوانين وضع شده توسط آلوده سازها رعايت نشود به اجرا گذارده مي شود. مقدار هزينه فوق عموماً به سود حاصل از منابع غير قابل برگشت تعلق مي گيرد. اغلب هزينه هاي غير قابل برگشت و جرائم مالي، بخشي از روندهاي مديريت محيط زيست در كشورهاي OECD محسوب مي شوند. نمونه هايي از اين هزينه ها در استراليا، فنلاند، نروژ، سوئد و ايالات متحده آمريكا اعمال مي شود. در آمريكا اخيراً هزينه هاي غير قابل برگشت تعيين شده براي زائدات خطرناك، به طرز چشمگيري افزايش يافته است. ميزان هزينه هاي تعيين شده، شامل كليه هزينه ها و صدمات ناشي از آلودگي مي شود كه جهت جلوگيري از خطرات ناشي از آزاد سازي زائدات خطرناك به محيط زيست پرداخت مي شوند.

+ نوشته شده توسط ر.ق.پ در سه شنبه 1388/01/18 و ساعت 6:30 |

انرژی و محیط زیست

 

6-1- تعيين و ارزيابي صدمات زيست محيطي ناشي از فعاليتهاي انرژي

مشكلات زيست محيطي كه به طور فزاينده اي طيف وسيعي از آلودگيها، خطرات و تخريب زيست بوم را در بر گرفته اند ابعاد محلي، منطقه اي و جهاني يافته اند. قسمت اعظم مشكلات زيست محيطي ناشي از توليد انرژي، تبديل و استفاده نهايي از آن مي باشد كه اين عوامل يا در بروز مشكلات زيست محيطي دخيل بوده و يا به طور مستقيم مشكل آفرين مي باشند. در ذيل به 11 مورد معضل زيست محيطي اشاره مي شود كه انرژي در ايجاد آنها نقش مهمي را برعهده دارد.

-        اتفاقات عمده زيست محيطي

-         آلودگي آب

-        آلودگي دريا

-        كاربري اراضي و اثر استقرار

-        تشعشع و راديو اكتيويته

-        دفع زائدات جامد

-        آلاينده هاي خطرناك هوا

-        كيفيت محدود هوا

-         رسوب اسيد

-        كاهش ازن استراتوسفري

-        تغييرات جهاني آب و هوا

 

كنش بين انرژي و محيط زيست پيچيده بوده و به طور ثابتي رو به رشد است. افزايش آگاهي در مورد تاثير مشكلات زيست محيطي بر فعاليتهاي اقتصادي (به طور كلي) و انرژي (به طور اخص) به معناي آن است كه بسياري از ملاحظات زيست محيطي كاملاً جديد مي باشند. در نتيجه، آگاهي و دانش در خصوص مكانيزمهاي واقعي اثرات چنين فعاليتهايي كامل و مكفي نبوده و حتي در پاره اي از موارد تعمق برانگيز است. مطالب اين فصل در برگيرنده خطرات موجود در مورد آلاينده ها و همچنين ارتباط علت و معلول ميان فعاليتهاي انرژي، آلودگي و اثرات زيست محيطي است. اهميت فعاليتهاي وابسته به انرژي در رابطه با ايجاد آلودگيهاي عمده در جدول 6-1 خلاصه شده است.

 

6-1-1 اتفاقات عمده زيست محيطي

منازعه عمومي وسيعي در مورد خطرات زيست محيطي ناشي از فعاليتهاي صنايع به انجام رسيده است. اين منازعات عموماً  بر اتفاقات عمده زيست محيطي تمركز يافته اند. افزايش آگاهي عمومي با اصل توسعه ساختارهاي صنعتي كه خود باعث افزايش توليد و افزايش مبادله مواد خطرناك مي گردد، بيشتر در ارتباط است. شهرنشيني و افزايش جمعيت نيز نقش عمده اي در وخيم نمودن اتفاقات عمده زيست محيطي (به صورت مرگ انسانها و همچنين زخمي يا معلول شدن آنها) دارد. در نهايت، گرچه اتفاقات عمده صنعتي هميشه باعث صدمات بزرگ زيست محيطي نمي شوند اما آگاهي از به خطر افتادن منابع اكولوژيكي به ميزان زيادي افزايش يافته است.

در تعيين اتفاقات عمده زيست محيطي، تهيه فهرستي جامع از فعاليتهاي مرتبط با انرژي بدون معنا است. زيرا تمايز اتفاقات واقعي و ادراكي بسيار متغير بوده، علاوه بر آن تعيين ميزان صدمات جوي ناشي از يك واقعه نيز ميسر نمي باشد. پاره اي از مهمترين خطرات ناشي از فعاليتهاي مرتبط با انرژي (واقعي و ادراكي) بدين قرار است:

 

انفجار و حريق در ساحل و در دريا به علت توليد، پالايش ، حمل و نقل و استفاده از نفت و گاز (مانند ايجاد حريق در پالايشگاهها، مخازن ذخيره گاز، انفجار خطوط انتقال و غيره...).

آلودگي دريا در اثر تصادم نفتكشها و همچنين آلودگي آب و خاك در اثر نشت مواد هنگام حمل و نقل به وسيله خط آهن.

آزاد شدن مواد راديو اكتيو در اثر حوادث اتمي در طي فرآيند توليد انرژي اتمي، حمل و نقل، پالايش و يا ذخيره كردن مواد راديو اكتيو (سوخت يا زائدات).

سيل و رانش زمين در اثر خرابي سدهاي برق آبي.

نشست و رانش زمين در اثر فعاليتهاي بهره برداري از معادن و همچنين انفجار در معادن.

 

 

 

جدول 6-1 اهميت فعاليتهاي انرژي در توليد آلاينده هاي هوا

مواد آلاينده

درصد انسانساخت از كل

فعاليتهاي انرژي

سهم آزاد سازي انرژي    (برحسب%)

% از كل

%از انسانساخت

SO2

(3)45

(3)40

(3)90

-احتراق ذغال سنگ               (1)80

-احتراق نفت                            (1)20

NOX

(3)75

(3)64

(3)85

-حمل و نقل                             (1)51

- منابع ثابت                           (1)49

سرب

(3)100

(3)90

(1)90

-حمل و نقل                              (2)80

-احتراق در منابع

 ثابت(شامل

خاكسترسازي)                           (2)20

ذرات معلق

(3)4/11

(3)5/4

(1)40

-حمل و نقل                                (1)17

- مصارف برقي                           (1)5

- احتراق چوب                            (1)12

كربن آلي فرار

(1)5

(3)8/2

(1)55

- صنايع نفت                               (1)15

- صنايع گاز                                (1)10

- منابع سيار                               (1)75

مواد پرتوزا

(3)10

(3)5/2

(3)25

-بهره برداري از معادن اورانيوم

                                                 (2)25

-احتراق نيروگاههاي اتمي و ذغالي

                                                 (2)75

Co2

(4)4

(3)2/3 – 2/2

(3)80-55

-گاز طبيعي                                (1)15

- نفت                                           (1)45

- سوختهاي –جامد                   (1)40

N2o

(3)58-37

(3)43-24

(3)75-65

-احتراق سوخت فسيلي  (3)75-60

- سوختن زيست توده ها (3)40-25

Ch4

(3)60

(3)24-9

(3)40-15

-به هدر رفتن گاز طبيعي (3)40-20

- سوختن زيست توده ها (3)50-30   

(1)     تخمين براي كشورهاي OECD

(2)     تخمين براي ايالات متحده

(3)     تخمينهاي جهاني

(4)     تخمينهاي جهاني سهم انسانساخت CO2 در افزايش غلظت CO2 و گرمايش زميني بسيار بيشتر مي باشد.

 

انفجار خودبخود ذخاير ذغال سنگ و زائدات، هم چنين انفجار در اثر تجمع گاز متان در محلهاي دفن و معادن ذغال سنگ.  موارد فوق را مي توان با افزودن ديگر اتفاقات ، مانند از كار افتادن پروانه مولد انرژي بادي تا آتش سوزي در نيروگاههاي برق فتوولتاييك كه موجب آزاد شدن گازهاي سمي از اجزاء معمولي مي شوند و يا آزاد شدن PCB از بردهاي الكتريكي، كامل كرد.

 

6-1-2  آلودگي آب

كيفيت و كميت منابع آب بخصوص در مورد آبهاي زيرزميني كه نقش      عمده اي در تامين آب آشاميدني و كشاوزي دارند از اهميت ويژه اي برخوردار است. اگر منابع سيار آلودگي در نظر گرفته نشوند(مانند استفاده از آفت كشها در كشاورزي) آلودگي آبهاي سطحي به ميزان قابل توجهي در كشورهاي اروپايي كاهش يافته است.

نسبت به ديگر فعاليتهاي اقتصادي، فعاليتهاي انرژي نقش عمده اي در آلوده كردن آبهاي سطحي ندارند. فعاليتهاي گسترده اي چه در گذشته و چه در حال حاضر براي برطر ف ساختن و كنترل آلودگي آبهاي سطحي و زيرزميني صورت پذيرفته است. منابع آلودگي مرتبط با انرژي به شرح زير است:

توليد انرژي زمين گرمايي و يا نفت در سواحل باعث بروز مشكل دفع مواد نمكي مي شود. گرچه ذخاير زمين گرمايي در مناطق مختلف از لحاظ خواص فيزيكي و شيميايي متفاوت مي باشند ولي سيال زمين گرمايي مي تواند حاوي مواد شيميايي سمي مانند بنزين، آرسنيك، جيوه و اسيد بوريك باشد و از طرفي موجب آزاد شدن گازهايي نظير دي اكسيد كربن و متان گردد.

زهكش اسيدي معادن متروكه و يا در حال بهره برداري و زائدات ناشي از تهيه ذغال سنگ و يا شستشوي ذغال، مي توانند موجب آلودگي آبهاي سطحي شوند.

آلودگي حرارتي كه در اثر تخليه آب سيستمهاي خنك كننده نيروگاهها يا از تجهيزات زمين گرمايي در محيطهاي آبي، ايجاد مي شود مي تواند حيات دريايي را مورد تهديد قرار دهد.

با در نظر گرفتن تعداد نيروگاههاي فعال و همچنين رشد آتي آنها، آلودگي حرارتي در سالهاي 1970 بيشتر مورد توجه قرار داشت. متعاقباً به دليل كاهش رشد ساخت نيروگاههاي جديد اين گونه توجهات به مطالعات ميداني معطوف شد و اقدامي در خصوص كنترل آلودگي حرارتي صورت نگرفت.

در رابطه با آلودگي آبهاي زيرزميني اطلاعات موجود بسيار ناقص بوده و سهم منابع انرژي در آلوده سازي آبها مشخص نگرديده است. بسياري از موارد ياد شده در خصوص آلودگي آبهاي سطحي در اثر فعاليتهاي انرژي مي تواند در مورد آبهاي زير زميني نيز صادق باشد. البته آلودگي آبهاي زيرزميني نسبت به آبهاي سطحي با سرعت كمتري صورت مي پذيرد. مهمترين منبع آلاينده آبهاي زيرزميني در كشورهاي عضو، نشت نفت از منابع زيرزميني ذخيره نفت  مي باشد.

 

6-1-3  آلودگي دريا

فعاليتهاي كشتيراني به عنوان اصلي ترين عامل آلودگي دريا تلقي مي شود. اما نشت نفت به صورت تصادفي در درياها باعث جلب افكار عمومي در رابطه با آلودگي درياها شده است. براساس برآوردهاي به عمل آمده از هريك هزار تن نفتي كه از طريق دريا جابجا مي شود حدود يك تن به دريا راه مي يابد. چنانچه برآورد فوق صحيح باشد ساليانه حدود 1/1 ميليون تن نفت از طريق حمل و نقل وارد دريا مي شود. ميزان نفتي كه در اثر تصادم نفتكشها وارد آب دريا مي شود معادل چهارصد هزار تن برآورد گرديده است. سكوهاي اكتشاف نفت در سطح جهاني به عنوان منابع عمده آلوده كننده درياها محسوب نمي شوند گرچه توليد نفت از چنين سكوهايي در برگيرنده يك چهارم كل نفت توليدي در جهان است.

نشت نفت مي تواند اثرات مخرب و بسيار جدي برخليجها، دماغه ها، درياهاي محصور در خشكي (مانند خليج مكزيك، خليج فارس يا درياي شمال) داشته باشد چرا كه آبهاي ساحلي چنين مناطقي از نظر ماهيگيري، جهانگردي و يا صنعت بسيار مهم است. تاكنون تشخيص جامعي از اثرات واقعي نشت نفت بر زيست بوم دريايي صورت نگرفته است. انجام تحقيقات بيشتر براي پي بردن به اثرات مخرب نفت در درياهاي آزاد لازم و ضروري مي باشد.

 

6-1-4  كاربري اراضي و اثر استقرار

فشارهاي ناشي از فعاليتهاي اقتصادي موجب شده است تا توجه بيشتري به زمينهاي مساعد براي كشت، خانه سازي يا زيست بوم طبيعي معطوف شود. در بخش انرژي ، مكان معادن (شامل زمينهايي كه بر روي معادن زيرزميني قرار دارند و احتمال فرو نشست آنها مي رود)و مخازن برقابي، بيشترين توجه را به خود جلب نموده اند. توجه خاصي نيز به زمينهاي وسيع، جهت بهره برداري از انرژيهاي تجديد پذير مانند انرژي خورشيد، باد و زيست توده (چوب ، ذغال و نيشكر) شده است چرا كه توليد اين نوع انرژي به سطح زيادي از زمين نياز دارد بنابراين مي تواند در ديگر كاربريهاي زمين اختلال ايجاد نمايد.

ديگر فعاليتهاي مرتبط با انرژي، شامل فرآيندهاي پيچيده صنعتي، تصفيه سوخت و توليد برق (علاوه بر توجهات كاربري زمين)، مورد بررسي مكانيابي متناسب با ملاحظات زيست محيطي نيز قرار مي گيرند. در بسياري از موارد ريشه مخالفت با استقرار يك صنعت، ادغامي از ملاحظات كاربري زمين، آلودگي و تصادفها  مي باشد كه به آساني قابل تفكيك و ارزيابي نمي باشند. علاوه بر فعاليتهاي انرژي كه به صورت سنتي در زمره مشكلات مكانيابي قرار گرفته اند(مانند نيروگاههاي برق يا پالايشگاهها) مشكلات عديده اي در رابطه با مكانيابي دفع زائدات جامد ناشي از عمليات مختلف كنترل آلودگي و زائدات راديواكتيو به وجود آمده است.

بدون شك تمامي فعاليتهاي مرتبط با انرژي به نوعي در مكانيابي تاثير داشته و ميزان مقبوليت آنها رشد فزاينده اي يافته است. به عنوان مثال در باره اثرات ميداني مغناطيسي خطوط انتقال برق 800 كيلو وات بر انسان و حيوانات اختلاف نظر وجود دارد. گرچه شواهد موجود در باره اثرات سوء چنين ميدانهاي مغناطيسي بسيار كم است اما وضعيت آتي پروژه هاي جديد انتقال برق (بخصوص در آمريكاي شمالي) چندان روشن نيست. كيفيت ديد هوا از ديگر مسايلي است كه تشخيص و تعيين اثرات آن مشكل مي باشد و در اين رابطه  مي توان از مه در پاركهاي ملي و ديگر نواحي داراي چشم انداز نام برد. تعيين ميزان ديد، عوامل ايجاد كننده تاري و ارائه طريق براي برطرف نمودن آن بسيار مشكل است.

 

6-1-5  تشعشع و راديو اكتيویته

تقريباً حدود 90% از كل تشعشعات، داراي منشاء طبيعي مي باشند. عليرغم موضوع فوق، تشعشعات انسانساخت بيشتر مورد توجه قرار گرفته است. فعاليتهاي انرژي 25% از كل تشعشعات انسانساخت را به وجود مي آورند (به عبارت ديگر 2% از كل تشعشعات). هر چند كه احتراق سوختهاي فسيلي باعث آزاد شدن مواد پرتوزا مي گردد اما توجه به چرخه سوخت اتمي در قالب تشعشعات ناشي از فعاليتهاي انسانساخت مرتبط با انرژي به مراتب بيشتر است.

استخراج اورانيوم از معادن باعث آزاد شدن رادون كه داراي پتانسيل خطرزايي حرفه اي هستند، مي گردد و همچنين پساب ناشي از پردازش اين ماده مي تواند باعث آلودگي آبهاي زيرزميني شود. چنين فعاليتهايي فقط 25% از كل تشعشعات مرتبط با فعاليتهاي انرژي را در بر مي گيرد و اين در واقع معادل 5/0 درصد از كل تشعشعات راديو اكتيويته است. دختران رادون گازهايي هستند كه به طور طبيعي شكل گرفته و غلظت آنها مي تواند بسيار بيشتر از گازهايي باشد كه همراه با فعاليتهاي مرتبط با انرژي و يا معدن اورانيوم توليد مي شوند.

عمليات راكتورهاي عادي، باعث تشعشع مواد راديو اكتيو مي شوند كه خطرناك نيستند. خطرات ناشي از نشت تصادفي و اثرات زيست محيطي آن، عليرغم كوششهايي كه در جهت ايمني عمليات در حال حاضر و توسعه آتي آن صورت پذيرفته بسيار مورد توجه قرار گرفته است. اين موضوع در يك دهه گذشته بسيار مورد توجه بوده و در سالهاي اخير علاوه بر ايمني راكتورها و جلوگيري از تصادفها، مسائل و مشكلات ديگري نظير برنامه ريزي براي مواقع بحران و كاهش اثرات نشتها نيز نمود يافته است. از جمله مسائل مهم ديگري كه در سطح ملي و بين المللي مطرح شده است مسأله مهم خطرات حمل و نقل ميان مرزي و تصادفات احتمالي مي باشد.

دفع زائدات اتمي در برگيرنده خطرات متنابهي بوده و بيشتر به خصوصيات زائدات اين نكته كه آيا چنين زائداتي وارد محيط مي شوند و يا كاملاً از محيط مجزا نگهداشته شده اند وابسته است. اختلاف زيادي ميان خطرات ناشي از زائدات پرتوزا با مواد راديواكتيو و آن دسته از مواد پرتوزا كه داراي طول عمر زياد هستند وجود دارد.

از كار انداختن تجهيزات اتمي تاكنون فقط متوجه راكتورهاي تحقيقاتي بوده است. براساس آخرين برآورد، فقط راكتورهاي اتمي (تجاري) تا قرن حاضر در اروپاي غربي و آمريكاي شمالي به كنار گذاشته خواهد شد. در سال 2030، تعداد 404 راكتور از دور خارج خواهد شد. در همين اثناء ، اثرات زيست محيطي ناشي از تعطيل كردن تاسيسات اتمي تحت بررسي است. نگراني شديدي در مورد انتشار مواد راديواكتيو در خلال پياده نمودن اجزاء راكتور (بخصوص ديگ راكتور) وجود دارد.

 

6-1-6   دفع زائدات جامد

دفع زائدات جامد مي تواند به دو طريق مشكلات زيست محيطي را ايجاد نمايد. اول، اگر زائدات در گروه مواد خطرناك طبقه بندي شده باشند (مخاطره آميز براي محيط زيست و سلامت) احتمال آزاد شدن آلاينده هاي خطرناك و ايجاد آلودگي خاك، آب و هوا وجود دارد (توصيف واژه زائدات خطرناك بسيار متغير مي باشد). قسمت اعظم زائدات خطرناك به وسيله صنايع شيميايي و فلزي توليد مي شوند. فعاليتهاي مرتبط با انرژي حدود 12% از كل زائدات خطرناك را در ايالات متحده در سال 1983 ايجاد نموده است. دوم، حتي اگر زائدات، خطرناك تشخيص داده نشوند مشكلات عديده اي از جمله مكان كافي و مناسب براي دفع، ايجاد مي نمايند. زائدات جامد ناشي از فعاليتهاي مرتبط با انرژي شامل خاكستر حاصل از نيروگاههاي برق نيز مي شود كه معمولاً  خطرناك نيستند. منابع توليد زائدات بسيار متنوع بوده اما همگام با اين مسأله، وسايل كنترل آلودگي هوا نيز توسعه يافته اند. لجن ناشي از وسايل FGD[1] و خاكسترهاي جمع آوري شده از دستگاههاي كنترل ذرات معلق داراي عناصر سمي نظير آرسنيك، سرب، كادميوم، سلنيوم و همچنين مواد پرتوزا مي باشند. اما در اغلب موارد، مواد فوق آنقدر كم هستند كه زائدات در طبقه بندي مواد زائد خطرناك  قرار نمي گيرند. موارد ياد شده در مورد زائدات ناشي از اغلب فعاليتهاي مرتبط با انرژي صادق است و فقط پاره اي از روشهاي جديد (نظير FBC[2]) زائداتي توليد مي نمايند كه هنوز به طور دقيق مورد مطالعه قرار نگرفته اند. ميزان لجن حاصل از تراش و همچنين خاكستر، به طور سرسام آوري در دهه بعد رو به افزايش خواهد گذاشت. در ايالات متحده، اغلب سيستمهاي تراش خيس به گونه اي طراحي شده اند كه نياز به سيستم دفع زائدات داشته باشند. در ژاپن و اروپا، سيستمهاي سنگ آهك يا ژيپس به طور گسترده اي مورد استفاده قرار مي گيرند و از جمله سيستمهايي هستند كه به سرعت رو به رشد مي باشند. استفاده تجاري از زائدات موجود در سيستمهاي كنترل كننده به عنوان محصولي براي صنعت ساختمان سازي و حمل و نقل زميني ، به وسيله تقاضاي بازار محدود شده است. انباشته شدن چنين زائداتي در طول زمان، مسايل و مشكلات عديده اي را (نظير زمين براي دفع و وسايل ضروري براي جلوگيري از آلودگي) بوجود خواهد آورد.

 

6-1-7 آلاينده هاي خطرناك هوا

آلاينده هاي خطرناك هوا معمولاً در مقايسه با آن دسته از عوامل مطلوب موجود در هوا كه بيشتر مورد توجه قرار گرفته اند كمتر انتشار مي يابد. البته بايد اذعان داشت كه توصيف واژه خطرناك يا سمي بسيار متغير است. به عنوان مثال توجه به پراكنش برخي از آلاينده هاي خطرناك هوا بخصوص در كشورهاي اسكانديناوي رو به افزايش است.

آلودگي سرب ناشي از خودروها يك مسأله ديرينه است و اثرات اين ماده بر سلامتي انسان به خوبي اثبات شده است. در حقيقت در پاره اي از كشورها (به عنوان مثال ايالات متحده ) سرب به عنوان يك آلاينده متداول طبقه بندي شده و در رده آلاينده هاي خطرناك و يا سمي قرار نگرفته است. تركيبات آلي و به طور مشخص هيدروكربنها، از ديرباز به عنوان آلاينده هاي هوا شناخته شده اند و علت اصلي اين امر، نقش آنها در تشكيل اكسايش فتوشيميايي مي باشد. مطالعات متعددي كه در سالهاي اخير صورت پذيرفته است به خوبي اثرات سوء تركيبات آلي را بر سلامت انسان نشان مي دهند.

اثرات و همچنين غلظت تاثير گذار برخي از آلاينده هاي خطرناك هوا فقط در سالهاي اخير مورد مطالعه قرار گرفته است. در اينجا فقط اثرات سوء     آلاينده ها بر سلامتي (مشاهده شده يا مشكوك) انسان مطرح است (هر چند آمار مربوطه به طور كامل در دسترس نمي باشد). تعداد آلاينده هاي خطرناك مشكوك، بسيار زياد است و دانش در خصوص منابع، تشعشعات و اثرات اين گونه آلاينده ها رو به افزايش مي باشد. آلاينده ها از ديدگاه محلي و منطقه اي نيز مهم هستند چرا كه بسياري از آلاينده ها نظير كادميم، سرب، هيدروكربنهاي آروماتيك چند حلقه اي[3] و جيوه مي توانند به مسافتهاي بسيار دور حمل شوند. مشكل اساسي در رابطه با كنترل عناصر سنگين و سمي، عدم توافق در تعيين حد مجاز آنها مي باشد.

پاره اي از فعاليتهاي مرتبط با انرژي كه باعث انتشار آلاينده هاي خطرناك      مي گردند در زير ارائه شده است:

هيدروكربنها (مانند بنزين) كه به سرعت از طريق فرآيندهاي صنعتي و استخراج گاز و نفت انتشار مي يابند. سهم هر يك از منابع آلاينده به طرز قابل ملاحظه اي در كشورهاي متفاوت، متغير است.

استفاده از بنزين و گازوييل در بخش حمل و نقل، باعث انتشار هيدروكربنها (شامل هيدروكربنهاي آروماتيك چند حقله اي يا PAH) و دي اكسين گرديده و به عنوان عمده ترين منبع توليد مواد آلاينده سمي هوا در رابطه با فعاليتهاي مرتبط با انرژي محسوب مي شوند. سهم خودروها در انتشار سرب در ايالات متحده در سال 1980 حدود 87% مي باشد كه اين ميزان بيشتر به دليل استفاده از بنزين سرب دار در وسايل نقليه قديمي مي باشد. رقم فوق بايد به ميزان زيادي كاهش يابد و تا سال 1990 براساس قوانين وضع شده مبني بر استفاده از بنزين بدون سرب به چند درصد برسد. تلاشهاي مشابهي از طرف اغلب كشورهاي عضو، جهت كاهش يا حذف سرب از بنزين در دست اقدام است.

مقادير كمي از آرسنيك، جيوه ، بريليوم و مواد پرتوزا مي توانند در طي فرآيند احتراق ذغال سنگ و نفت كوره در نيروگاههاي برق و ديگهاي بخار صنايع، آزاد شوند. مواد ياد شده اجزاء كمياب ذغال سنگ و نفت كوره محسوب مي شوند كه در طي فرآيند احتراق ، به صورت ذرات معلق در هوا انتشار مي يابند.

جيوه، دي اكسين كلردار و فوران فقط تعدادي از آلاينده هايي هستند كه در اثر سوزاندن و تبديل به خاكستر كردن زائدات شهري در هوا انتشار مي يابند. لازم به ذكر است در سالهاي اخير مسأله زباله سوزي بيشتر مورد توجه قرار گرفته است. مطالعاتي از طرف كشورهاي IEA جهت تعيين ميزان آلودگي در اطراف تجهيزات خاكسترسازي زائدات آغاز شده است. تعيين و تشخيص اثرات سوء چنين تجهيزاتي بر سلامت انسان بسيار مشكل است.

 

6-1-8  كيفيت محدود هوا

در رابطه با آلودگي هوا آلاينده ها به دو دسته تقسيم شده اند:

آن دسته از آلاينده ها كه به صورت مستقيم وارد هوا مي شوند(مهمترين آنها عبارتند از:SOx، NOx[4]، PM، VOC[5] ، و CO).

آن دسته از آلاينده ها كه در اثر واكنش فتوشيميایي در جو شكل مي گيرند. از مهمترين تشعشعات ثانويه هوا مي توان VOC و NOx را نام برد كه باعث تشكيل ازن و پراكسي استيل نيترات[6] مي شوند. غلظت زياد آلاينده هاي مذكور و همچنين ازن، داراي اثرات اكولوژيكي – ايمني بوده، همچنين سبب توليد بو و كاهش ديد مي شود. چنين اثراتي بيشتر در سطح محلي و گاهي اوقات در سطح منطقه اي محسوس است. كربن آلي فرار و NOx به عنوان عوامل اصلي ايجاد دود مه فتوشيميايي تشخيص داده شده اند (مانند      پديده اي كه در لوس آنجلس صورت پذيرفت). در پاره اي از موارد، مناطق دور افتاده شهري نيز  مي توانند در اثر جريان باد و حمل آلاينده ها در معرض خطر قرار گيرند.

آلاينده هاي هوا و همچنين حاملهاي اكسيد كننده هاي فتوشيميايي، از منابع متنوع ثابت و سيار انتشار مي يابند و به طور كلي فعاليتهاي مرتبط با انرژي سهم بيشتري را در انتشار آلاينده ها دارا هستند. به عنوان مثال، تخمينهاي اخير نشان داده است كه تجهيزات احتراق ثابت، منابع اصلي انتشار NOx و SO2  مي باشند. منابع سيار (خودروها) 75% از كل انتشار CO را در كشورهاي OECD به خود اختصاص داده اند.

برخلاف SO2 و يا NOx  كه عمدتاً از احتراق سوخت انتشار مي يابند و اصولاً در برگيرنده چند تركيب انگشت شمار هستند، كربن آلي فرار از منابع مختلف توليد شده و در برگيرنده چندين تركيب با خواص سمي متفاوت، واكنشهاي مختلف و نرخهاي گوناگون انتشار و غيره مي باشد. برحسب VOC انسانساخت غير متان (در اروپا)، بخش حمل و نقل به عنوان بزرگترين منبع پس از صنايع حلال(40%) به شمار مي آيد. در اين ميان خروجي اگزوزها و تشعشعات تبخيري به ترتيب، سهمي معادل 25% و 12% را دارا مي باشند. در رابطه با منابع VOC، تقليل VOC طبيعي (به عنوان مثال خاك و پوشش گياهي) نيز بايد در نظر گرفته شود چرا كه فعاليتهاي بشر ممكن است تنها در برگيرنده 5% از كل VOC موجود در اتمسفر باشد. البته در پاره اي از نواحي، VOC انسانساخت ممكن است بيش از VOC طبيعي باشد. به عنوان مثال در كشور هلند سهم منابع انسانساخت در توليد VOC حدود 90% است. در اروپاي غربي، فعاليتهاي مرتبط با انرژي 55% از كل تشعشعات انسانساخت را تشكيل مي دهند كه به طور مساوي در بين منابع ثابت و سيار تقسيم شده است.

ارائه شواهد در سطح جهاني در رابطه با انتشار VOC و تشكيل ازن بسيار مشكل است. شايد دليل اين امر، بيشتر به خاطر رابطه غير خطي بين اجزاء سازنده و توليد نور شيميايي باشد. از طرفي كمبود آمار در مورد نشر تركيبات VOC و نيز نحوه توزيع شيميايي آنها از ديگر دلايل اين امر محسوب مي شود.

حمل و نقل، سهمي معادل 13% را در انتشار انسانساخت PM در كشورهاي OECD دارا مي باشد كه 20% از ميزان ياد شده به وسيله منابع ثابت احتراق ايجاد مي شود. تا سالهاي اخير به دليل كنترل نسبتاً مناسب انتشار PM از منابع ثابت، توجه چنداني به اين منابع انتشار نشده بود.

در ايالات متحده، انتشار PM از سال 1970 تا 1980 حدود 54% كاهش يافته است. به هر حال انتشار PM در اثر فعاليتهاي بخش حمل و نقل همچنان به صورت يك مشكل باقي مانده است. مشكل اساسي، اختلال در تنفس است كه عمدتاً در اثر پراكنش ذرات معلق از موتورهاي سنگين ديزلي ايجاد مي شود. مشخص است كه با بكارگيري تكنولوژيهاي خاص در تجهيزات بزرگ احتراق، بخشي از ذرات معلق تحت كنترل در خواهند آمد اما آن دسته از ذرات معلق كه ريزتر بوده و با تكنولوژي فوق قابل كنترل نمي باشند عمدتاً استعداد قويتري در ايجاد اختلالات تنفسي دارند.

 

6-1-9 رسوب اسيد

انتشار SO2 و NOx عوامل اصلي در ايجاد رسوب اسيدي به شمار مي آيند. اين دو آلاينده در گذشته سبب بروز مشكلات محلي مي شدند (بيشتر از نقطه نظر سلامتي و بهداشت). به دليل افزايش سطح آگاهي جامعه در مورد ايجاد بارانهاي اسيدي در بعد منطقه اي و برون مرزي، نه تنها توجه خاصي به اين دو آلاينده معطوف شده است بلكه ديگر آلاينده ها نظير VOC، كلريدها، ازن و عناصر كمياب كه همراه با بارانهاي اسيدي رسوب خواهند نمود، نيز مدنظر قرار گرفته‌اند. هر چند رسوب اسيد به عنوان عاملي مهم در تخريب محيط زيست شناخته شده اما رابطه دقيقي بين انتشار آلاينده ها و ميزان تخريب ارائه نشده است. اثرات سوء رسوبات اسيدي مي تواند از طريق انتقال به وسيله باد، مناطق وسيعتري را در بر بگيرد. مهمترين اين اثرات سوء عبارتند از:

اسيدي شدن درياچه ها ، رودخانه ها و آبهاي زيرزميني كه سبب تهديد حيات آبي و ماهيان خواهد شد.

خسارت به جنگلها و در بعضي موارد محصولات كشاورزي

تخريب ساختارهاي انسانساخت مانند ساختمانها، بدنه هاي فلزي و ...

فعاليتهاي مرتبط با انرژي كه به عنوان اصلي ترين عامل در ايجاد رسوبات اسيدي شناخته شده اند به شرح زير مي باشند:

مراكز توليد برق، گرمايش خانگي و بخش صنايع، حدود 80% از كل انتشار SO2 را عهده دار مي باشند (ذغال سنگ به تنهايي 70% از اين ميزان را انتشار         مي دهد). از ديگر منابع توليد SO2 ،تجهيزات پالايش گاز ترش مي باشد. در طي اين فرآيند گاز H2S توليد مي شود كه در واكنشهاي بعدي به SO2 تبديل        مي شود.

حمل و نقل از طريق جاده به عنوان مهمترين عامل انتشار NOx به شمار مي آيد. حدود 48% از كل NOx توليد شده در كشورهاي OECD از اين طريق منتشر   مي شود. قسمت اعظم بخش باقيمانده از احتراق سوختهاي فسيلي در مراكز ثابت ايجاد مي شود.

VOC از منابع متعدد و متنوع انتشار مي يابد و داراي تركيبات بسيار متفاوت نيز مي باشد.

 

6-1-10   كاهش ازن استراتوسفري

يكي از معضلات زيست محيطي جهاني و هم چنين منطقه اي، كاهش ازن استراتوسفري است كه به طور عمده در اثر انتشار فريونها، هالونها و N2O ايجاد مي شود. كاهش ضخامت لايه ازن موجب نفوذ بيشتر تشعشعات فرابنفش  مي گردد كه در نهايت باعث افزايش درصد ابتلاء به سرطان پوست و صدمات چشمي در جوامع بشري گرديده و خطرات شديد بيولوژيكي را به دنبال خواهد داشت. فعاليتهاي مرتبط با انرژي فقط به صورت مقطعي در انتشار مواد كاهنده لايه ازن دخيل مي باشند. گرچه 65 الي 75% از كل اكسيد نيتروژن انسانساخت از طريق احتراق سوختهاي فسيلي و زيست توده توليد مي شود اما نقش فريونها در تخريب لايه ازن به مراتب مهمتر است.  اصلي ترين منابع آلاينده مرتبط با فعاليتهاي انرژي شامل فريونهاي موجود در يخچالهاي مخصوص در بخش حمل و نقل، بخش خانگي و كولرهاي گازي و صنعت اسفنج سازي مي باشد. موارد ياد شده حدود 60% از كل فريونهاي مصرفي را در بر مي گيرند.

 

6-1-11  تغييرات جهاني آب و هوا

تغييرات جهاني آب و هوا كه در اثر  تجمع بي رويه گازهاي گلخانه اي ايجاد شده است مهمترين مسأله زيست محيطي در رابطه با بخش انرژي محسوب مي شود. در حال حاضر گازهايي نظير دي اكسيد كربن، متان ، بخار آب، اكسيد نيتروژن، ازن ، فريون و هالون در رده گازهاي گلخانه اي طبقه بندي شده اند.

اين گازها در برابر تشعشعات ورودي (با طول موج كوتاه) شفاف[7] بوده و بالعكس در برابر تشعشعات خروجي (با طول موج بلند) تيره[8] مي باشند. رشد بي رويه جمعيت و عوامل انسانساخت روز به روز بر غلظت گاز دي اكسيد كربن و ديگر گازهاي كمياب مي افزايد. دانشمندان علم آب و هواشناسي اعلام نموده اند كه تجمع چنين گازهايي باعث افزايش دماي جو شده در نتيجه حرارت كره زمين افزايش يافته،نزولات جوي تغيير كرده و سرانجام سطح درياها نسبت به سطح فعلي بالاتر خواهند رفت. اين تغييرات به شدت، فعاليتهاي بشر را تحت تاثير قرار خواهند داد. در حال حاضر برآورد شده است كه 50% از كل اثرات گلخانه اي انسانساخت به وسيله دي اكسيد كربن ايجاد مي شود. دانش موجود در باره اثرات متنوع گازهاي گلخانه اي در جدول 6-2 ارائه شده است.

فعاليتهاي مرتبط با بخش انرژي نقش مهمي را در انتشار گازهاي گلخانه اي انسانساخت دارا مي باشند:

احتراق سوختهاي فسيلي باعث آزاد شدن 75% از كل CO2 انسانساخت        مي شود. مابقي (25% باقيمانده) از جنگل زدايي و اكسايش خاك توليد         مي شود.

احتراق سوختهاي فسيلي و زيست توده باعث انتشار 65 الي 75% از كل N2O انسانساخت مي گردد.

ازن، محصول واكنش آلاينده هاي سوختهاي فسيلي (بخصوص NOxو VOC) محسوب مي گردد. برخي از سوختها مانند متانول باعث كاهش آلودگي مونوكسيد كربن مي گردند اما انتشار آلدئيدها را افزايش مي دهند.

 

جدول 6-2 نقش انواع گازها در اثرات گلخانه اي

گاز

A

B

C

D

E

F

CO2

1

275

346

4/0%

71%

5%+50

متان

25

75%

65/1

1%

8%

%5+15

فريون 12

20000

0

0004/0

5%

2%

%3+13

فريون 11

17500

0

00023/0

5%

1%

%3+13

N2O

250

25%

35%

2/0%

18%

%2+9

منبع :OECD/IEA, Energy and The Environment: Policy Overview",(1989)

A : داراي قدرت نگهداري تشعشعات زير قرمز در مقايسه با CO2

B: غلظت ماقبل صنعتي شدن (برحسب ppm)

C: غلظت فعلي (برحسب ppm)

D: نرخ رشد ساليانه

E: سهم در تاثير گلخانه اي به دليل فعاليتهاي بشر

F: سهم در افزايش اثرات گلخانه اي به دليل فعاليتهاي بشر

 

تخمير مواد آلي دليل اصلي آزادسازي متان به شمار مي آيد. توزيع و استفاده از انواع سوختها (به طور مشخص. گاز طبيعي) 10 الي 30% از كل انتشار متان را برعهده دارد. در مورد به هدر رفتن گاز در مبدأ توليد تا زمان استفاده آمار كافي در دسترس نمي باشد. رقم 1/2% در سال 1987 براي كشورهاي IEA به عنوان ميزان تلفات گاز از مبدأ توليد تا زمان مصرف ذكر شده است. به هر حال برآورد دقيق، به دليل شرايط محلي و لوله هاي گازرساني، بسيار متغير خواهد بود. علاوه بر موارد ياد شده، متان در خلال بهره برداري از معادن نيز آزاد مي شود.

 

6-2- كنترلهاي زيست محيطي در بخش انرژي

رهيافتهاي كنترل زيست محيطي، شامل فعاليتهاي حفاظت و مديريت محيط زيست با استفاده از ابزار كنترل زيست محيطي از قبيل قوانين يا ابزار اقتصادي  مي باشد. اين قوانين عموماً به كنترل فعاليتهاي زيست محيطي مرتبط با انرژي محدود نمي شوند و به صورت قوانين تدوين شده در كشورهاي OECD به اجرا در مي آيند . ابزار مستقيم قانونگزاري كه مكانيسمهاي «دستور و كنترل » ناميده مي شوند از جمله مكانيسمهاي اجباري هستند كه بايستي براي حفظ محيط زيست اعمال گردند. رهيافتهاي كنترل زيست محيطي مشتمل بر قواعد كنترل كيفيت محيط زيست (آب، خاك و هوا)، استانداردهاي تكنولوژي، صدور جواز و منطقه بندي، قواعد كنترل آلاينده هاي سوخت، قواعد مصرف سوخت، استانداردهاي نشر، اهداف ملي كنترل نشر آلاينده ها و غيره مي باشند. نوع ديگري از رهيافتهاي مذكور به صورت ابزار اقتصادي نمود يافته و برخي از ابزار مذكور كه با فعاليتهاي انرژي بيشترين ارتباط را دارند عبارتند از: يارانه، ايجاد بازار (داد و ستد، بازرگاني، بيمه يا بازپرداخت) و غيره. در رهيافتهاي كنترل زيست محيطي از معاهده ها نيز مي توان به عنوان ابزاري براي حمايت از معيارهاي زيست محيطي استفاده كرد. در مورد بروز آلودگي در سطح منطقه يا تمامي كره زمين، بايستي رهيافتهاي كنترل منطقه اي و جهاني تعيين شوند. هماهنگي ميان رهيافتهاي ارائه شده نيز امري ضروري است كه بايستي از طريق توافقهاي بين المللي، دو و يا چند جانبه به انجام برسد. در مجموع به منظور جلوگيري از آلودگي منطقه اي، كاهش آن يا پاكسازي كامل منطقه (كه در نهايت در كاهش ميزان آلودگي در جهان نيز تاثير مي گذارد) و تقليل اثرات فرامرزي آلاينده ها،تسهيلات مالي نيز در نظر گرفته شده است. در بحث امنيت انرژي، درك انواع رهيافتهاي زيست محيطي كه بخش انرژي را تحت تاثير قرار مي دهند، به منظور كسب آگاهي بيشتر در مورد اثرات خاص توسعه در محيط زيست، بسيار مفيد است.



[1] . Flue Gas Desulforization

[2] . Fluidized Bed Combustion

[3] . Polycyclic Aromatic Hydrocarbons

[4] . Particulate Matter

[5] . Volatile Organic Compound

[6] . Peroxyacetylnitrate (PAN)

[7] . Transparent

[8] . Opaque

+ نوشته شده توسط ر.ق.پ در سه شنبه 1388/01/18 و ساعت 6:25 |

روش های تحلیلی هسته ای

 

تحلیل عناصر ردیاب، زمینه بروزی از شیمی تجزیه را ارائه می کند که با توجه به پیشرفت در زمینه مواد خالص در انرژی هسته ای،  فناوری الکترونیک و کامپیوتر دارای اهمیت برجسته ای است.  همچنین دارای اهمیت خاصی در زمینـه زیست شناســی ( عناصر ردیاب حیاتی مهم و سمی، آلودگی های زیست محیطی) اسـت.  این زمینه کاری، بار اول به علت الزامات مواد بسیار خالص مورد نیاز در راکتور های هسته ای (بریلیوم، توریوم، اورانیوم و ...) مطرح شدکه میزان ناخالصی ها نبایست از محدوده  تا  به خصوص در مواد با سطح مقطع بالای گیراندازی نوترون نظیر بور، یوروپیوم،گادولینیوم، کادمیوم و ... تجاوز می کرد.

میزان خلوص برخی فلزات و آلیاژها (مثل کبالت، مس، مولیبدن ، نیکل، تیتانیوم، تنگستن وانادیوم) و نیز نیمه هادی ها (نظیر ژرمانیوم ، سیلیکون و ...) و همچنین آلودگی با آنتیموان، آرسنیک، بیسموت، کادمیوم، سرب، قلع و ... نباید از محدوده   تا تجاوز کند.  یعنی این عناصر هم در محصول نهائی و هم در مواد اولیه باید با حساسیت بالا ( تا ) تعیین شوند.

جدای از روشهای کلاسیک تجزیه و طیف نگاری نوری و طیف سنجی نوری، روشهای مناسب تر، استفاده ازتحلیل ردیاب ها، جذب اتمی و روش های طیف نگاری جرمی و تحلیلی هسته ای است که معمولاً استفاده از چند روش ترکیبی مفید تر است.  دامنه کاربرد برخی روشهای میکروآنالیز در جدول 1-4 نشان داده شده است.

 

جدول 1-4 : محدوده های کاری روش های میکرو آنالیز

 

روش تحلیلی

تعداد عناصر آشکار سازی شده در رنج های مختلف

کل

(900-10)10-7%

(10-0.1)10-7%

<0.1 10-7%

جذب اتمی

فلورسانس اشعه ایکس

طیف نگاری نشری

فلورسانس

 رقیق سازی ایزوتوپی

روشهای سینماتیکی

نورسنجی شعله

فعالسازی بوسیله نوترون

طیف نگاری به روش نورسنجی

طیف نگاری جرمی

 

49

23

61

26

37

25

66

67

57

83

27

 

36

17

 

10

32

16

39

 

22

13

25

9

10

9

31

37

18

47

 

10

 

 

27

6

3

14

 

36

 

چند روش تحلیلی هسته ای نیز برای آنالیز شیمیایی سریع مناسب هستند.  هدف برخی از این اندازه گیری ها تعیین اجزای شیمیایی و مقادیر آنهاست.  در صورت امکان نظیر این اندازه گیری ها در زمینه کاری یا در فرآیند تولید باید بدون اتلاف وقت انجام شود.

این روشها با کنترل اتوماتیک هم قابل استفاده هستند.  روش های سریع زمین شناسی در بخش 2-5 و 3-5 بحث خواهند شد.

بسیاری از روشهای تحلیلی هسته ای که فقط برای مقاصد علمی بکار می روند به محدوده کاری این کتاب مرتبط نبوده و تنها به برخی از بهترین مراجع ارجاع داده می شود [4.24,4.26].

 

1-4 : روشهای تحلیلی بر اساس واکنش های فیزیکی با پرتو

پدیده های شامل جذب یا پراکندگی پرتو نظیر تحریک یا یونیزاسیون اوربیتال های الکترونی، راحت ترین گونه اندرکنش میان پرتو رادیواکتیو و ماده را ارائه می دهند.  کاربردهای تحلیلی اندرکنش های میان پرتو و ماده بر پایه اختلافات منحصر به فرد میان عناصر است. تنها امکان تعیین ترکیب عنصری ماده  با توجه به اینکه انرژی پرتو رادیواکتیو عموماً از چند برابر بزرگی پیوندهای شیمیایی هم بیشتراست، استفاده از پرتو است.

تنها روشهای اندازه گیری تصحیح شده، امکان آشکارسازی اختلاف میان ترکیب ها و امکان استفاده از آنها را می دهد (مثلاً اثر موسبار).

 

1-1-4 : تحلیل گازها بر اساس یونیزاسیون

اگر پرتو رادیواکتیو از یک گاز عبور کند ، اتم ها و مولکولهای گازی تحریک شده و یونیزه می شوند. اگر از میدان الکتریکی استفاد ه شود، الکترون ها و یونهای مثبت به طرف الکترودهای مربوطه حرکت کرده و در آنجا خنثی می شوند و این آشکارسازی با اندازه گیری جریان یونیزاسیون صورت می گیرد.  الکترون هایی که به سمت الکترود مثبت حرکت می کنند،  بوسیله اتم ها و مولکولها و حتی ذرات هوا ممکن است گیراندازی شوند، لذا سرعت انتقال آنها کاهش می یابد.  بنابر این احتمال برخورد و باز ترکیب با یونهای مثبت چند برابر بزرگتر خواهد بودو همین امر باعث کاهش جریان یونیزاسیون خواهد شد. انرژی تحریک اتم ها ی گازهای نجیب که در اثر پرتوهای یونیزان یا بوسیله برخوردهای یون تحت اثر میدان الکتریک نسبتاً قوی پدید می آیند، در صورت برخورد، برای یونیزه کردن سایر مولکولها (عموماً مولکولهای آلی) نیز کافی است.  تحت شرایط برابر، حضور مقدار کم از موادی که به آسانی یونیزه می شوند، باعث افزایش قابل توجه جریان یونیزاسیون تا چند برابر مقدار شود. همین پدیده باعث ظهور آشکارسازهای گازی یونیزاسیون مانند اتاقک یونش شده است (شکل 1-4، فصل 1-1-1-2 را نیز ببینید) که در آنها یونهای تولید شده بوسیله پرتو رادیواکتیو و تغییرات جریان برای نتیجه گیری درباره ترکیب گاز استفاده می شود. بسته به آنکه کدام یک از عوامل هندسه آشکارساز، میدان الکتریکی استفاده شده و حامل های گازی مد نظر است، آشکارساز های یونیزاسیون سطح مقطع، گیراندازی الکترون و گاز نجیب (آرگون) وجود دارد.

 

حساسیت این آشکارسازها بـا تعداد یون های اولیه تعیین می شود و لذامناسب ترین چشمه های  ایزوتوپی، گسیلنده های ( ) یا ( ) با انرژی یونیزاسیون کافی هستند.

از عوامل اصلی در انتخاب نوع ایزوتوپ، نیمه عمر و میزان خطر از دیدگاه حفاظت در برابر اشعه است.

جریان یونیزاسیون درحد  تا آمپر است و لذا انجام تقویت مناسب ضروری است (مبحث 1-2 را ببینید).  آشکارسازهای یونشی در کروماتوگرافی گازی وتجزیه گازهای صنعتی کاربرد وسیعی دارند.

آشکارسازهای سطح مقطعی[1] (   دارای حداکثر شعاع فعال پرتوهای  یونیزان کوچک تری نسبت به گاز حامل کروماتوگراف هستند، در این حالات جریان یون بصورت زیر نوشته می شود:

  (1-4)                                                                                                 

 

که در آن ثابت بوده و به هندسه بستگی دارد.  و  فشار ودما   گاز آشکارساز است، ثابت جهانی گاز و  کسر مولی nامین جزء و  نیز سطح مقطع نسبی یونیزاسون جزء n ام است (معمولاً حامل گازی بــا واحــد یک در نظر گرفته می شود).

معمولاً بــا افزایــش عـدد اتمـی، سطـح مقطـع یونیزاسیـون عناصر افزایش می یابد، لذا می توان  یا  را بعنوان حامل های گازی در نظر گرفت.  سطح مقطع مولکولها از ثوابت بنیادی با استفاده از روش های ساده محاسبه می شوند.  این ثوابت از جداول کتابهای راهنما قابل استخراج هستند (مثلاً مرجع ).

در کروماتوگرافی گاز ایزوتوپهای گسیلنده پرتو  به نوع گسیلنده ارجح تر هستند و جریان یونی یکسان دراین شرایط با تعداد ذرات  کمتری تولید می شود و لذا نوسانات آماری و زمینه نویز آشکارساز بزرگتر است.

از مهم ترین مزایای آشکارساز محکم بودن آن است و به راحتی می توان ولتاژ ورودی را ( 100تا 200ولت) روی آن انتخاب کرد . محدوده % تا% 100خطی است و گزینش پذیری آن نیزکوچکتر است (مثال 1-4).

آشکارسازهای گاز نجیب (آشکارسازهای آرگون، هلیوم، ، ) بر این اساس کار می کنند که انرژی حالت تحریک شبه پایدار گازهای نجیب خیلی زیاد است  و از انرژی یونیزاسیون بیشتر مواد بالاتر است.  ولتاژ اتاقک معمولاً بالا ( )انتخاب می شود تا امکان مشارکت یونیزاسیون ثانویه در تولید حساسیت تحریک شبه پایدار وجود داشته باشد.  آشکارساز دارای حساسیت بسیار بالایی بوده  و به ناخالصی و تغییرات دما و فشار نیز بسیار حساس است.

آشکارسازهای گیراندازی الکترون در کروماتوگرافی گاز و سایر زمینه ها نظیر آشکارسازهای آئروسل ها کاربرد گسترده ای دارند. عملکرد آنها بر اساس گیراندازی الکترون و بازترکیب یونیزاسیون اولیه است. احتمال گیراندازی نوترون با میل ترکیبی الکترون اتم، مولکول یا ذرات آئروسل مشخص می شود. این معادل انرژی لازم برای خارج کردن الکترون گیراندازی شده است.

ثابت میل ترکیب الکترون،  ،بوسیله تابع نمایی از انرژی های الکترون ترکیبی محاسبه می شود و تا هفت برابر بزرگی انرژی مربوط به مواد آلی است.

اگر این مقدار برای بنزن، واحد در نظر گرفته شود، برای تتراکلراید کربن خواهد بود[4-10].  این قانون، انتخاب پذیری بالا را امکان پذیر می سازد، زیرا ضرائب جریان یونی را به صورت نمایی تحت تاثیر قرار می دهند.

 (4-2  )                                                                                                                                                                       

واگر  لذا که درآن  و  شدت جریان یونی در حال حاضر و حالت اولیه ماده با غلظت و ثابت  است. نیز ثابت هندسی و عامل بُعد است.

با استفاده از نیتروژن بعنوان حامل گازی، حساسیت برای مواد با میل ترکیب قوی الکترونی نظیر هیدروکربن های هالوژن تا  قابل افزایش است. ایزوتوپهای و بهترین چشمه های پرتودهی هستند.

آشکارسازهای آئروسل گونه ای خاص از آشکارسازهای گیراندازی الکترون هستند که در کاربردهای صنعتی در برخی زمینه ها بکار می روند و برای اندازه گیری آلاینده های هوا در حفاظت محیط زیست کاربرد گسترده ای دارند. دومسئله در ارتباط با اندازه گیری غلظت آئروسل ها بوسیله آشکارساز گیراندازی الکترون وجود دارد که عبارت است از:

-    اگر اندازه گیری در حضور مواد گیرانداز الکترون در هوا) انجام شود، این تاثیر مخرب با افزایش میدان الکتریکی قابل کاهش است  زیرا گیراندازی الکترون بوسیله  در انرژی های بالاتر الکترون ها  تا ) ، کاهش می یابد.

-    خواص گیراندازی الکترون ذرات آئروسل به نسبت قطر آنها افزایش می یابد، لذا اندازه گیری غلظت تولید مجدد تنها با پراکنده سازی همگن آئروسل ها قابل انجام است. اگر غلظت به صورت بیان شود،  این نوع آشکارساز آئروسل حساسیت بالاتری برای ذرات ریزتر از میکرومتر که آشکارسازی آنها معمولاً با روشهای متداول اندازه گیری و جداسازی امکان پذیر نیست وبرای سلامت خطر دارد، خواهد داشت.

آشکارسازهای دودی (شکل 2-4) مشابه آشکارسازهای آئروسل هستند و شامل اتاقک یونیزاسیون دو گانه هستند. در صورت وجود دود، تعادل اتاقک بهم خورده و سیگنال هشدار تولید می شود.

برای اندازه گیری غلظت آلاینده های هوا، حساس ترین آشکارساز آئروسل به گونه ای قابل استفاده است که آلاینده ها خود هیچ سیگنالی نداده ولی بتوانند بوسیله واکنش های شیمیایی مناسب آن را به آئروسل ها منتقل کنند.

برای مثال آلاینده شامل سولفور ( ، ترکیبات آلی گوگرد) بعد از اکسیداسیون روی کاتالیست به ، بعنوان ادوات قابل حمل و نقل (شکل 2-4)، که دارای حساسیت در رنج محدوده هستند می توانند استفاده شوند.

  با توجه به الزامات حفاظت زیست محیطی، آشکارسازدارای چشمه پرتوزای آب بندی شده  با اکتیویته است.  همین دستگاه می تواند غلظت گرد و خاک و دود را اندازه گیری کند.  با یک فیلامان تنگستن  می توان آئروسل های تولید شده در تجزیه حرارتی نظیر ترکیبات ارگانومتالیک و کربونیل متال مانند افزودنی های سربی گازوئیل را اندازه گیری کرد.  با استفاده از بخارات تری اتیل آمیــن انـدازه گیری آلاینده های اسیدی با روش انتخابی قابل اندازه گیری است.



Cross sectional [1]  

+ نوشته شده توسط ر.ق.پ در سه شنبه 1388/01/11 و ساعت 7:15 |

زمین شناسی هسته ای با استفاده از گمانه[1]

 چاه پیمایی هسته ای  شامل اندازه گیری های گوناگون فیزیکی و شیمیایی- فیزیکی و روش های بکار رفته در حفر چاه برای تعببن خواص گوناگون صخره های حفاری شده، شرایط چاه و ... است.  چاه پیمایی با سوندهای شامل زوج های فرستنده - گیرنده انجام می شود.  سوند با استفاده از کابل ثبت اطلاعات [2] با استحکام و عایق الکتریکی مناسب به داخل چاه فرستاده می شود.

نمونه برداری هسته ای شاخه ای از چاه پیمایی است که در معدن کاوی نفت و زغال سنگ و نیز یافتن آب دارای اهمیت است.

از مهمترین مزایای روش های هسته ای می توان به نکات زیر اشاره کرد:

-    زمانی که کسب اطلاعات دربارهء ترکیبات شیمیایی صخره های حفاری شده با سایر روشهای حفاری غیر قابل دستیابی باشد، از این روش استفاده می شود.

-        قابلیت کاربردی در چاه های حفاری شده با استفاده از مایعات حفاری شده غیر هادی

از معایب نیز می توان موارد زیر را برشمرد:

-        محدودبودن شعاع تحت بررسی .

-        وقت گیربودن و سختی آن در مقایسه با سایر روش های نمونه برداری.

-        تأثیر افت و خیزهای آماری بر پاسخ .  

-        دشواربودن تفسیر کمی نتایج اندازه گیری شده .

-        لزوم حفاظت جدی بدلیل وجودخطر تشعشع.

طرح های کلی تجهیزات استفاده شده در نمونه برداری هسته ای هر چند که دارای ساختارهای مختلف هستند تقریباً مشابه  همان تجهیزاتی هستند که در روش های ایزوتوپی بکار می رود (بخش 1-2).

از مهمترین ویژگی های نمونه برداری هسته ای می توان به موارد زیر اشاره کرد:

-    آشکارساز ها در مسافت های قابل توجهی(تا چندین کیلومتر) دورتر از تجهیزات ثبت اطلاعات کار می کنند،  لذا انتقال سیگنال کامل و دقیق نیست.

-    تنهاتعداد محدودی(1-7) سیم برای منبع تغذیه ، کنترل سوندها و انتقال سیگنال های آشکارسازی قابل بکارگیری است.

-    سوندها باید قادر به تحمل شرایط سخت مثلاً دمای  تا  و فشار  تا  مقاوم باشند.

-     ابعاد تجهیزات گمانه ای محدود است.  ادوات استاندارد نمونه برداری  دارای قطر  تا  میلی متر هستند ولی با کاهش قطر به  تا  میلی متر می توان به بازدهی خوبی دست یافت.

در حین نمونه برداری ، سوندهای حاوی آشکارسازها، کارتریج الکترونیک (تقویت کننده ، منبع تغذیه HVو ...) و چشمه پرتوزای مناسب (شکل 1-5) با استفاده از کابلی با مقاومت شکست  با قرقره سوار بر کامیون به داخل چاه فرستاده می شود.

سیگنال های آشکارسازی شده پس از تقویت (انتخاب، یکی شدن یا جمع شدن) با استفاده از طریق کابل به پانل سطحی مناسب رفته و بصورت تابعــــی از عمـــق ثبــت می شوند.

در ابتدا در چاه پیمایی برای آشکارسازی فوتون های گاما بیشتر از شمارنده های استفاده می شد ولی امروزه در گمانه با دمای زیر  استفاده از آشکارسازهای سوسوزن متداولتر است.

 

آشکارسازهای سوسوزن برای آشکارسازی نوترون ها مناسبند. اما امروزه بر اهمیت استفاده از آشکارسازهای تناسبی هلیوم نیز افزوده می شود. آشکارسازهای نیمه هادی نیز در مطالعات چاههای بسیار باریک نیز استفاده می شوند.

در عملیات چاه پیمایی روشهای هسته ای به سه دسته کلی تقسیم می شوند:

-        اندازه گیری رادیواکتیویته طبیعی.

-        آشکارسازی پرتوهای القا شده از خارج.

-    روش های ردیابی ایزوتوپی استفاده شده در گمانه. این گروه ها می توانند زیرمجموعه پرتوهای ساطع شده و آشکارسازی شده قرار گیرد (جدول 1-5).

بر اساس هدف و شرایط کاری،  اندازه گیری ها به گروههای تحت عنوان نمونه برداری اکتشاف، نمونه برداری تولید (چاه باز) و چاه پیمایی تقسیم می شود.

این روشها بر اساس سیستم های ارائه شده در جدول 1-5 بحث می شود.منابع شامل زمینه و روش کار این روشها خواهد بود.

 

1-5 : نمونه برداری پرتو گامای طبیعی

اندازه گیری پرتو گامای طبیعی در طول گمانه ،   نمونه برداری پرتو گامای طبیعی  نامیده می شود. این روش به دو صورت انجام می گیرد که عبارتند از :

-    اندازه گیری شدت کل (مستقل از انرژی) که نمونه برداری پرتو گاما یا بطور خلاصه نمونه برداری گاما [3] نامیده می شود.

-    اندازه گیری بر اساس انتخاب انرژی که نمونه برداری طیف گاما (یا دقیق تر نمونه برداری طیف پرتو گامای طبیعی) نامیده می شود.

رادیواکتیویته صخره ها بعلت  عناصر رادیواکتیو جمع شده در آنهاست.  این عناصر نظیر اورانیوم، توریوم و  محصولات حاصل از واپاشی آنها و نیز پتاسیم است.  وقتی ایزوتوپ رادیواکتیو واپاشی می کند پرتوهای  ساطع می شود ولی فقط پرتو گاما قدرت نفوذ در محیط را دارد و لذا در گمانه قابل آشکارسازی است. در واپاشی برخی ایزوتوپها،  نوترون  نیز ساطع می شود.  آشکارسازی نوترون زیاد متداول نیست،  زیرا نوترون نیز همراه پرتو گاما است.

جدول 1-5 : روشهای هسته ای در چاه پیمایی

تابش آشکار شده

چشمه خارجی

غیرملزومات

چشمه طبیعی سیلد شده

چشمه مصنوعی

چشمه طبیعی نوترون سیلد شده

چشمه نوترون شتابدهنده

رادیو اکتیویته شیمیایی

                                         

                                Neutron-y method     photo-activation  y-y method

                                                                                     method                                     

                         Inelastic scattering method ___________________________________

 

                                                            Neutron-y                  y-activation              Selective y-y method

         Tracer _______________          spectroscopy              analysis   _____________________

                               Fast neutron activation method ____________________________     Natural y- spectroscopy

                                                           Neutron activation  Other "hard" method    Other "weak" method  

                                                           method

___________________________________________________________

 

                                           Neutron-thermal

                                            neutron method

Neutron life-time logging-_______________         -neutron method                                              --                     Neutron

                                            Neutron-epithermal

                                            neutron method

 

 

1-1-5 : مشخصه های زمین شناسی صخره های

اورانیوم  در طبیعت به فرم بصورت 4 ظرفیتی و 6 ظرفیتی است.این عنصردارای خاصیت آمفوتریک است.  بطور مثال در محیط قلیایی تشکیل اورانات و دی اورانات می دهد.  این محصولات به سختی در آب حل می شوند.

رادیوم  وقتی که با اسیدها واکنش می دهد،  نمکهایی نظیر کربونات ها و سولفات ها تولید می کند که معمولاً غیرحلالند، در حالیکه هالیدها و نیترات ها به راحتی در آب حل می شوند.  رادیوم  به تنهایی تشکیل مواد معدنی نمی دهد ولی معمولاً به صورت متفرق تشکیل می شود.

 

جدول 2-5 : محتوای مواد رادیو اکتیو

(a)صخره های آذرین

صخره

عناصر رادیو اکتیو  kg/kg

Ra,10-12

U,10-6

Th,10-6

K,10-2

اسیدیک

خنثی

پایه

فوق پایه

1.40

0.51

0.38

0.20

4.0

1.4

1.1

0.6

13.0

4.4

4.0

2.0

2.6

2.0

1.4

0.4

 

 صخره های رسوبی(b)

kg/kg  عناصر رادیو اکتیو

صخره

K,10-2

Th,10-6

U,10-6

2.40

0.20

0.13

1.20

11.40

1.16

0.47

5.00

3.00

1.38

1.20

1.20

شیل

لایم استون

دولومیت

سند استون

 

توریوم  معمولاً بصورت عنصر 4 ظرفیتی است و به صورت طبیعی به صورت اکسیدها، سیلیکات ها (نظیر توریت و نمک های مخلوط (مونازیت) یافت می شود.

پتاسیم معمولا در مقادیر هر چند کم اما بیشتر بصورت ماده معدنی (میکا، گلاکونیت، فلدسپات و ...) هر چند کم یافت می شود.

در صخره های رسوبی به خصوص در شیل علاوه بر پتاسیم موجود بصورت شیمیایی، مقدار پتاسیم جذب شده نیز حائز اهمیت است.  رادیواکتیویتهء ویژه گامای طبیعی ویژه صخره که عموما" بصورت  یا  تعیین می شود،  با میزان رادیواکتیو ایزوتوپ های جمع شده در آنها اندازه گیری می شود.

از آنجا که عناصر رادیواکتیو اصلی به فرم های گوناگون معدنی وجود دارند، رادیواکتیو در مواد معدنی یکسان نیز می تواند مختلف باشد. جدول 2-5 میزان ماده رادیواکتیورا در صخره های آتشفشانی  و نیز صخره های رسوبی  نشان می دهد.  شکل 2-5  مروری بر رادیواکتیویته مواد معدنی مختلف است.



[1] Nuclear Borehole Geophysics

[2]Logging cable

[3] logging

+ نوشته شده توسط ر.ق.پ در سه شنبه 1388/01/11 و ساعت 7:12 |