.jpg)
بنر سایت
تبلیغات
خبرنامه
براي اطلاع از آپدیت شدن سایت در خبرنامه سایت عضو شويد تا جديدترين مطالب به ايميل شما ارسال شود
لطفا صبر کنید ...عضویت / ورود
دانشجویان فیزیک دانشگاه محقق اردبیلی
برای استفاده بهتر از امکانات سایت از مرورگرهای Chrome یا Firefox استفاده کنید.
برای رفتن به گالری عکس دانشجویان اینجا کلیک کنید
آشنای با وسایل اندازه گیری
آشنای با ساختمان طرز کار آوومتر(مولتی متر
بستن مدار
قرار دادن ولت متر و امپر متر در مدار
دانلود در ادامه مطلب
توضیحات کامل/ادامه مطلب
معادله شرودینگر یک معادله موج ریاضی است که بر اساس حرکت های موج پاسخ داده شده است. لویی دوبروی، فیزیکدان فرانسوی در سال 1924 کشف کرد که ذرات ماده ( یعنی الکترون ها و … ) نیز مانند ذرات یا فوتون های نور، علاوه بر رفتار ذره ای، رفتار موجی هم از خود بروز می دهند. بر مبنای همین یافته بود که یک فیزیکدان اتریشی به نام اروین شرودینگر در صدد بر آمد که معادله موج حاکم بر این « امواج ماده » را پیدا کند.
شرودینگر می دانست که بر تمامی پدیده های موجی جهان- از امواج سطح آب گرفته تا امواج الکترومغناطیسی – نوعی معادله موج حاکم است که رفتار پدیده ها را توصیف می کند. بعنوان مثال معادله موج توصیف کننده امواج الکترومغناطیسی در اواخر قرن نوزدهم میلادی توسط جیمز کلارک ماکسول کشف شده بود. شرودینگر پیش خود گفت اگر ذرات ماده هم رفتار موج مانند داشته باشند؛ بنابراین قاعدتا باید یک معادله موج هم برای توصیف رفتار این « امواج ماده » وجود داشته باشد. بدین ترتیب شرودینگر جست و جوی چنین معادله ای را آغاز کرد و سرانجام در اواسط سال 1926 موفق شد معادله موج امواج ماده را بیابد.این معادله که به نام « معادله موج شرودینگر » مشهور شد یک معادله دیفرانسیل مرتبه دو خطی است که رفتار تمامی ذرات کوانتومی را که در یک میدان پتانسیل مشخص در حرکتند توصیف می کند.
با کشف معادله شرودینگر، این معادله عملا به معادله اصلی و پایه ای مکانیک کوانتومی تبدیل شد و مشابه همان نقشی را که معادله قانون دوم نیوتن بعنوان معادله پایه ای در مکانیک کلاسیک ایفا می کند در مکانیک کوانتومی بر عهده گرفت. بنابراین می توان گفت که با کشف معادله شرودینگر، مکانیک کوانتومی ساختار ریاضی نهایی خود را در قالب مکانیک موجی پیدا کرد و فرمول بندی آن تا حد زیادی کامل شد. کشف این معادله بسیار مهم، جایزه نوبل سال 1933 فیزیک را برای شرودینگر به ارمغان آورد. معادله شرودینگر دیدگاه فیزیکدان ها نسبت به اتم را نیز متحول کرد و مدل اتمی بسیار کامل تری را نسبت به مدل اتمی بوهر ارائه داد؛ مدلی بنام مدل اوربیتالی که امروزه نیز همچنان صادق است.
مکانیک موجی شرودینگر نشان داد که بر خلاف فرض مدل اتمی بوهر اساس نمی توان الکترون ها را در اتم همانند سیاراتی تصور کرد که به دور هسته می گردند چرا که الکترون ها در اتم رفتاری موج مانند دارند و بنابراین در هر لحظه زمانی نه در یک مکان خاص بلکه در گستره ای از فضای درون اتم حضور دارند. بنابراین الکترون ها در اتم عملا مانند یک توده ابر مانند هستند که فضاهای مشخصی را در اطراف هسته اتم پوشانده اند، فضاهایی که اصطلاحا اوربیتهای اتمی نامیده می شوند. با حل معادله شرودینگر برای هر اتم می توان به ویژگی های اوربیتال های اتمی آن پی برد. چیزی نگذشت که مشخص شد این ابرهای الکترونی و اوربیتال های اتمی نقش فوق العاده مهمی در ایجاد پیوندهای شیمیایی و تشکیل مولکول های مختلف بر عهده دارند.
اول از همه چیز تعریف فیزیک هسته ای:فیزیک هسته‌ای بخشی از دانش فیزیک است که به خواص و ویژگی‌های هسته اتم‌ها می‌پردازد.
ادامه مطلب--------------------------->
توضیحات کامل/ادامه مطلب
انواع رآکتور
توکامک يکي از انواع رآکتورهاي همجوشي هسته‌اي است که عمل محصورسازي را به خوبي انجام ميدهد.طرح توکامک در دهه پنجاه ميلادي توسط روسها پيشنهاد شد. واژه توکامک از واژه هاي
" magnitnaya" and ," kamera" ," toroidalnaya"به معني اتاقك مغناطيسي چنبره‌اي گرفته شده است.
يکي از دلايل و توجيحاتي که براي چنبره‌اي بودن محفظه‌هاي محصورسازي ميشود بيان کرد اين است که: توپ پر مويي را تصور کنيد که شما قصد داريد موهاي اين توپ را شانه بزنيد. شما هر طور و از هر طرف که بخواهيد اين کار بکنيد هميشه دو طرف از موهاي توپ شانه نشده و نامنظم باقي مي‌ماند. حال به جاي توپ فرض کنيد که يک کره مغناطيسي داريم. مي‌خواهيم که بردارهاي ميدان در سراسر اطراف اين کره يکنواخت و منظم باشند (در واقع همه در يك جهت باشند).
بنا به مثال اين کار غير ممکن بوده ونا منظمي در دو طرف کره باعث عدم پايداري محصور ساز ميشود. ولي در يک محصور ساز چنبره اي چنين مشکلي وجود ندارد و يکنواختي ميدان سراسر محصورساز (توكامك) باعث پايداري آن ميشود. مهم ترين و حياتي ترين وظيفه يک ابزار همجوشي پايدار نگه داشتن پلاسما است.
اسفرومک
اسفرومک نوع ديگري از رآکتورهاي همجوشيست که بر خلاف توکامک که چنبره ايست شکلي کروي دارد.البته تفاوت اسفرومک با توکامک در اين است که در مرکز اسفرومک هيچ جسم مادي اي وجود ندارد. اسفرومک متاسفانه با بي مهري مواجه شد و به اندازه توکامک مورد توجه واقع نشد.در حالي که اسفرومک مدت زيادي بعد از توکامک اختراع شد.
در دهه گذشته اغلب تحقيقات در بخش انرژي همجوشي مغناطيسي روي توکامک چنبره اي شکل براي رسيدن به واکنشهاي همجوشي در سطح بالا متمرکز شده است. کار توکامک در ايالات متحده وخارج آن ادامه دارد ولي سازمان دانشمندان انرژي همجوشي در حال بازديد از اسفرومک هستند.
قسمت زيادي از علاقه تجديد شده به پروژه اسفرومک روي تحقيقات فعالي در لاورنس ليورمور در گروهي به نام SSPX Sustained Spheromak Physics Experiment متمركز شده است.
به عقيده رهبر پروژه SSPX آقاي David Hill توکامک با دماي بالايي که در آن قابل دسترسيست (بيشتر از صد ميليون درجه سلسيوس كه بسيار بيشتر از دماي مركز خورشيد است)، فعلاً برنده جريان رهبري پروژه‌هاي همجوشي به حساب مي‌آيد.
با اين حال ميدانهاي مغناطيسي توكامك به وسيله كويل‌هاي (سيم‌پيچ) بيروني بسيار بزرگ كه چنبره رآكتور را احاطه مي‌كند، توليد ميشود. اين کويل هاي بسيار بزرگ هزينه بسيار زياد و بي نظمي و اختلالاتي در کار رآکتور خواهند داشت. در حالي که اسفرومک ها پلاسماي بسيار داغ را در يک سيستم ميدان مغناطيسي ساده و فشرده که فقط از يک سري ساده از کويل هاي کوچک پايدار کننده استفاده ميکند بوجود مي آورد. ميدانهاي مغناطيسي قوي لازم درون پلاسما با چيزي که دينام مغناطيسي ناميده مي شود، توليد مي شوند.
گيرانش
مي دانيد درنوعي از رآکتورهاي شکافت هسته اي بوجود آوردن زنجيره واکنشها بوسيله برخورد دادن يک نوترون پر انرژي با هسته يک اتم اورانيم ۲۳۵ انجام مي شود.به اين صورت که وقتي که اين نوترون وارد هسته اتم اورانيوم ۲۳۵ مي شود آن را به يک هسته اورانيم ۲۳۶ تبديل ميکند.از آنجا که اين هسته ناپايدار است به سرعت واپاشي مي کرده و اتمهاي سبکتري به همراه سه نوترون پر انرژي ديگر را توليد ميکند.
توضيح کاملتر اينکه در هسته هاي سنگين پايدار مثل اورانيوم بين نيروهاي الکترواستاتيکي که مايل هستند ذرات تشکيل دهنده اتم را از هم دور کنند و نيروي هسته اي که آنها را کنار هم نگه ميدارد تعادل بسيار حساسي وجود دارد که اين تعادل را مي توانيم براحتي و به روشي که گفته شد به هم زده و واکنش شکافت هسته اي را شروع کنيم. واکنش حاصل از يک اتم با توليد کردن سه نوترون پر انرژي ديگر باعث ميشود سه اتم اورانيم ديگر وارد واپاشي بشوند. به همين ترتيب واکنش اصطلاحاً زنجيره اي ميشود.
قدر مسلم يک رآکتور همجوشي ايده آل رآکتوريست که در آن واکنشهاي زنجيره اي داريم. در واقع هدف اساسي در راه ساخت رآکتور همجوشي هسته اي زنجيره اي کردن آن است.اگر قرار باشد که ما در اين راه انرژي صرف کنيم تا يک مقدار کمتر از آن را بدست بياوريم، مطمئنا اين واکنش نه زنجيره ايست نه مفيد.
دانشمندان اين رشته، مفهومي به نام گيرانش را تعريف کرده اند که به معني اين است که مقداري انرژي را صرف شروع واکنش کنيم تا انرژي بيشتري از سلسله واکنشها بگيريم. در واقع در شرايط گيرانش واکنش زنجيره اي ميشود. يعني نه تنها انرژي توليدي يک واکنش براي انجام واکنش بعد کافيست بلکه مقدار زيادي از آن هم اضافه است وميتواند در اختيار ما براي توليد برق قرار بگيرد.
اگر بخواهيم توکامک يا هر وسيله ديگر که همجوشي در آن انجام مي شود توان مفيد داشته باشد يعني به ما انرژي بدهد بايد شرايط خاصي داشته باشد. براي آنكه احتمال برخورد ذرات (يون‌هاي) نامزد همجوشي بالا برود، اولاً بايد دماي خيلي بالايي درون آن توليد شود و رآكتور هم بتواند به خوبي اين دما را تحمل كند. (اين دما در محدوده‌ي 10 به توان 8 درجه كلوين است)
دوماً رآكتور بايد اين توانايي را داشته باشد كه درونش چگالي زيادي از يون‌ها را وارد كرده و سوم اينكه زمان محصورسازي در آن طولاني باشد.
دماي بالا براي آن است که بتوانيم تقريبا مطمئن باشيم که مي توانيم از سد محکم پتانسيل کولني هسته‌ها بگذريم. چگالي زياد هم براي اين است که هر چه بيشتر احتمال برخوردهاي کارا بالا برود.
در اين مسير قانوني وجود دارد كه به آن معيار لاوسون مي‌گويند. به کمک اين معيار مي شود محاسبه کرد که آيا شرايط طوري هست که واکنش به گيرانش برسد يا خير.
معيار لاوسن = بايد: مقدار چگالي * مدت زمان محصور سازي بزرگ‌تر از 10 به توان ۲۰ ذره در متر مکعب باشد تا اين واکنش به گيرانش برسد. (البته بستگي مستقيم با دماي پلاسما دارد)
اما به طور دقيق‌تر
براي رسيدن به شرايط مطلوب درواکنشهاي گرما هسته اي که در آنها از سوخت دوتريم - ترتيم استفاده مي شود، دماي پلاسما (T) بايد در محدوده يك الي سه ضرب‌در ده به توان هشت درجه كلوين و زمان محصورسازي (E) بايد در حدود يك الي سه ثانيه و چگالي (n) بايد حوالي يك الي سه ضرب در ده به توان بيست ذره بر متر مكعب باشد.
براي آغاز به کار رآکتور يعني براي رسيدن به کمينه دماي حدود ده به توان هشت کلوين بايد از وسيله گرما ساز کمکي استفاده کرد. بعد از محترق شدن سوخت مخلوط پلاسما با ذرات آلفايي که در اثر احتراق اوليه بوجود اومده اند گرم شده و مي توانيم دستگاه کمکي را از مدار خارج کنيم.از آن به بعد سرعت فعاليتهاي همجوشي با افزايش دادن چگالي پلاسما افزايش پيدا مي کند.با اين وجود افزايش چگالي به بالاي مرزهاي تعيين شده و مطمئن به معني به هم خوردن پايداري پلاسما و يا اينکه خاموش شدن رآکتور را در پي خواهد داشت يا فاجعه. به عبارت ديگر (در صورت افزايش چگالي پلاسما) براي پايداركردن پلاسما، زمان محصورسازي و دماي احتراق و صد البته حجم پلاسما و نقطه پايداري پلاسما با افزايش چگالي بالا تر رفته و شرايط را براي کار سخت تر مي کند. به حالت تعادل در آوردن اين ملزمات با شکل بندي رآکتور در کوچکترين اسپکت ريتو که به شکل بندي مغناطيسي آن بستگي دارد مقدور ميشود.
...
.jpg)
