تولید پرتوهای ایکس ( X-Rays )

تولید پرتوهای ایکس

تولید پرتوهای ایکس

فیلامان

کاتد

آند

  این مقاله را هم بخوانید                                       این پست را هم بخوانید

منبع

جابه جایی قرمز ( Redshift )

نوری که از بعضی ستارگان به ما می رسد جابه جایی قرمز دارد که نشان می دهد آن ها از ما دور می شوند

Redshift of spectral lines in the optical spectrum of a supercluster of distant galaxies (right), as compared with that of the Sun (left). Wavelength increases up towards the red and beyond (frequency decreases).

 

هیدرژن و الگوهای اتمی

هیدرژن

دیود ( Diode )

دیود

رابطه عدد نوترونی و عدد اتمی ( Atomic Number )

رابطه عدد نوترونی و عدد اتمی

ایزوتوپ های هیدرژن

قامون ویلهلم وین

رابطه دما با طول موج تابش ماکزیمم

اتم بور

اتم بور

منبع

مقایسه الگوی اتمی رادرفورد و بور

مقایسه الگوی اتمی رادرفورد و بور

اتم بور گسیل و جذب فوتون

 

طیف

اتم بور

عکس بور        عکس بور و انیشتین

ترازهای انرژی اتم بور

در اتم بور هرچه از هسته دورتر شویم اختلاف انرژی دو تراز متوالی کمتر است

پلاسما

گوی پلاسما

فوتوالکتریک

فوتوالکتریک

بمب اتم

دانستني­های بمب اتم

بمب اتمی سلاحی است كه نیروی آن از انرژی اتمی و بر اثر شكاف هسته (فیسیون ) اتمهای پلوتونیوم یا اورانیوم ایجاد می شود .در فرآیند شكافت هسته ای ، اتمهای ناپایدار شكافته و به اتمهای سبكتر تبدیل می شوند .

نخستین بمب از این نوع ، در سال 1945 م در ایالات نیو مكزیكو در ایالات متحده آمریكا آزمایش شد . این بمب ، انفجاری با قدرت 19 كیلو تن ایجاد كرد ( یك كیلو تن برابر است با انرژی اتمی آزاد شده 190 تن ماده منفجره تی . ان . تی ) انفجار بمب اتمی موج بسیار نیرومند پرتوهای شدید نورانی ، تشعشعات نفوذ كننده اشعه گاما و نوترونها و پخش شدن مواد رادیو اكتیو را همراه دارد . انفجار بمب اتمی چندین هزار میلیارد كالری حرارت را در چند میلیونیوم ثانیه ایجاد می كند .

این دمای چند میلیون درجه ای با فشار بسیار زیاد تا فاصله 1200 متری از مركز انفجار به افراد بدون پوشش حفاظتی صدمه می زند و سبب مرگ و بیماری انسان و جانوران می شود . همچنین زمین ، هوا آب و همه چیز را به مواد رادیو اكتیو آلوده می كند .

بمب های اتمی شامل نیروهای قوی و ضعیفی اند كه این نیروها هسته یك اتم را به ویژه اتم هایی كه هسته های ناپایداری دارند، در جای خود نگه می دارند. اساسا دو شیوه بنیادی برای آزادسازی انرژی از یك اتم وجود دارد: 1- شكافت هسته ای: می توان هسته یك اتم را با یك نوترون به دو جزء كوچك تر تقسیم كرد. این همان شیوه ای است كه در مورد ایزوتوپ های اورانیوم (یعنی اورانیوم 235 و اورانیوم 233) به كار می رود.

برای تولید یك بمب اتمی موارد زیر نیاز است:

یك منبع سوخت كه قابلیت شكافت یا همجوشی را داشته باشد.

دستگاهی كه همچون ماشه آغازگر حوادث باشد.

راهی كه به كمك آن بتوان بیشتر سوخت را پیش از آنكه انفجار رخ دهد دچار شكافت یا همجوشی كرد.

در اولین بمب های اتمی از روش شكافت استفاده می شد. اما امروزه بمب های همجوشی از فرآیند همجوشی به عنوان ماشه آغازگر استفاده می كنند.بمب های شكافتی (فیزیونی): یك بمب شكافتی از ماده ای مانند اورانیوم 235 برای خلق یك انفجار هسته ای استفاده می كند. اورانیوم 235 ویژگی منحصر به فردی دارد كه آن را برای تولید هم انرژی هسته ای و هم بمب هسته ای مناسب می كند. اورانیوم 235 یكی از نادر موادی است كه می تواند زیر شكافت القایی قرار بگیرد.اگر یك نوترون آزاد به هسته اورانیوم 235 برود،هسته بی درنگ نوترون را جذب كرده و بی ثبات شده در یك چشم به هم زدن شكسته می شود. این باعث پدید آمدن دو اتم سبك تر و آزادسازی دو یا سه عدد نوترون می شود كه تعداد این نوترون ها بستگی به چگونگی شكسته شدن هسته اتم اولیه اورانیوم 235 دارد. دو اتم جدید به محض اینكه در وضعیت جدید تثبیت شدند از خود پرتو گاما ساطع می كنند. درباره این نحوه شكافت القایی سه نكته وجود دارد كه موضوع را جالب می كند.

(1 احتمال اینكه اتم اورانیوم 235 نوترونی را كه به سمتش است، جذب كند، بسیار بالا است. در بمبی كه به خوبی كار می كند، بیش از یك نوترون از هر فرآیند فیزیون به دست می آید كه خود این نوترون ها سبب وقوع فرآیندهای شكافت بعدی اند. این وضعیت اصطلاحا «ورای آستانه بحران» نامیده می شود.

(2 فرآیند جذب نوترون و شكسته شدن متعاقب آن بسیار سریع و در حد پیكو ثانیه (12-10 ثانیه) رخ می دهد

(3 حجم عظیم و خارق العاده ای از انرژی به صورت گرما و پرتو گاما به هنگام شكسته شدن هسته آزاد می شود. انرژی آزاد شده از یك فرآیند شكافت به این علت است كه محصولات شكافت و نوترون ها وزن كمتری از اتم اورانیوم 235 دارند. این تفاوت وزن نمایان گر تبدیل ماده به انرژی است كه به واسطه فرمول معروف mc2= E محاسبه می شود. حدود نیم كیلوگرم اورانیوم غنی شده به كار رفته در یك بمب هسته ای برابر با چندین میلیون گالن بنزین است. نیم كیلوگرم اورانیوم غنی شده انداز ه ای معادل یك توپ تنیس دارد. در حالی كه یك میلیون گالن بنزین در مكعبی كه هر ضلع آن 17 متر (ارتفاع یك ساختمان 5 طبقه) است، جا می گیرد. حالا بهتر می توان انرژی آزاد شده از مقدار كمی اورانیوم 235 را متصور شد.برای اینكه این ویژگی های اروانیوم 235 به كار آید باید اورانیوم را غنی كرد. اورانیوم به كار رفته در سلاح های هسته ای حداقل باید شامل نود درصد اورانیوم 235 باشد.در یك بمب شكافتی، سوخت به كار رفته را باید در توده هایی كه وضعیت «زیر آستانه بحران» دارند، نگه داشت. این كار برای جلوگیری از انفجار نارس و زودهنگام ضروری است. تعریف توده ای كه در وضعیت «آستانه بحران» قرار داد چنین است: حداقل توده از یك ماده با قابلیت شكافت كه برای رسیدن به واكنش شكافت هسته ای لازم است. این جداسازی مشكلات زیادی را برای طراحی یك بمب شكافتی با خود به همراه می آورد كه باید حل شود.

(1 دو یا بیشتر از دو توده «زیر آستانه بحران» برای تشكیل توده «ورای آستانه بحران» باید در كنار هم آورده شوند كه در این صورت موقع انفجار به نوترون بیش از آنچه كه هست برای رسیدن به یك واكنش شكافتی، نیاز پیدا خواهد شد.

(2 نوترون های آزاد باید در یك توده «ورای آستانه بحران» القا شوند تا شكافت آغاز شود.

(3 برای جلوگیری از ناكامی بمب باید هر مقدار ماده كه ممكن است پیش از انفجار وارد مرحله شكافت شود برای تبدیل توده های «زیر آستانه بحران» به توده هایی «ورای آستانه بحران» از دو تكنیك «چكاندن ماشه» و «انفجار از درون» استفاده می شود.تكنیك «چكاندن ماشه» ساده ترین راه برای آوردن توده های «زیر بحران» به همدیگر است. بدین صورت كه یك تفنگ توده ای را به توده دیگر شلیك می كند. یك كره تشكیل شده از اورانیوم 235 به دور یك مولد نوترون ساخته می شود. گلوله ای از اورانیوم 235 در یك انتهای تیوپ درازی كه پشت آن مواد منفجره جاسازی شده، قرار داده می شود.كره یاد شده در انتهای دیگر تیوپ قرار می گیرد. یك حسگر حساس به فشار ارتفاع مناسب را برای انفجار چاشنی و بروز حوادث زیر تشخیص می دهد:

(1 انفجار مواد منفجره و در نتیجه شلیك گلوله در تیوپ

(2 برخورد گلوله به كره و مولد و در نتیجه آغاز واكنش شكافت

(3 انفجار بمب

در «پسر بچه» بمبی كه در سال های پایانی جنگ جهانی دوم بر شهر هیروشیما انداخته شد، تكنیك «چكاندن ماشه» به كار رفته بود. این بمب 5/14 كیلو تن برابر با 500/14 تن TNT بازده و 5/1 درصد كارآیی داشت. یعنی پیش از انفجار تنها 5/1 درصد ازماده مورد نظر شكافت پیدا كرد.

در همان ابتدای «پروژه منهتن»، برنامه سری آمریكا در تولید بمب اتمی، دانشمندان فهمیدند كه فشردن توده ها به همدیگر و به یك كره با استفاده از انفجار درونی می تواند راه مناسبی برای رسیدن به توده «ورای آستانه بحران» باشد. البته این تفكر مشكلات زیادی به همراه داشت. به خصوص این مسئله مطرح شد كه چگونه می توان یك موج شوك را به طور یكنواخت، مستقیما طی كره مورد نظر، هدایت و كنترل كرد؟افراد تیم پروژه «منهتن» این مشكلات را حل كردند. بدین صورت، تكنیك «انفجار از درون» خلق شد. دستگاه انفجار درونی شامل یك كره از جنس اورانیوم 235 و یك بخش به عنوان هسته است كه از پولوتونیوم 239 تشكیل شده و با مواد منفجره احاطه شده است. وقتی چاشنی بمب به كار بیفتد حوادث زیر رخ می دهند:

(1 انفجار مواد منفجره موج شوك ایجاد می كند.

(2 موج شوك بخش هسته را فشرده می كند.

(3فرآیند شكافت شروع می شود.

(4بمب منفجر می شود.

در «مرد گنده» بمبی كه در سال های پایانی جنگ جهانی دوم بر شهر ناكازاكی انداخته شد، تكنیك «انفجار از درون» به كار رفته بود. بازده این بمب 23 كیلو تن و كارآیی آن 17درصد بود.شكافت معمولا در 560 میلیاردم ثانیه رخ می دهد.بمب های همجوشی: بمب های همجوشی كار می كردند ولی كارآیی بالایی نداشتند. بمب های همجوشی كه بمب های «ترمونوكلئار» هم نامیده می شوند، بازده و كارآیی به مراتب بالاتری دارند. برای تولید بمب همجوشی باید مشكلات زیر حل شود:دوتریوم و تریتیوم مواد به كار رفته در سوخت همجوشی هر دو گازند و ذخیره كردنشان دشوار است. تریتیوم هم كمیاب است و هم نیمه عمر كوتاهی دارد بنابراین سوخت بمب باید همواره تكمیل و پر شود.دوتریوم و تریتیوم باید به شدت در دمای بالا برای آغاز واكنش همجوشی فشرده شوند. در نهایت «استانسیلا اولام» دریافت كه بیشتر پرتو به دست آمده از یك واكنش فیزیون، اشعه X است كه این اشعه X می تواند با ایجاد درجه حرارت بالا و فشار زیاد مقدمات همجوشی را آماده كند. بنابراین با به كارگیری بمب شكافتی در بمب همجوشی مشكلات بسیاری حل شد. در یك بمب همجوشی حوادث زیر رخ می دهند:

(1 بمب شكافتی با انفجار درونی ایجاد اشعه X می كند.

(2 اشعه X درون بمب و در نتیجه سپر جلوگیری كننده از انفجار نارس را گرم می كند.

(3 گرما باعث منبسط شدن سپر و سوختن آن می شود. این كار باعث ورود فشار به درون لیتیوم - دوتریوم می شود.

 (4 لیتیوم - دوتریوم 30 برابر بیشتر از قبل تحت فشار قرار می گیرند.

(5 امواج شوك فشاری واكنش شكافتی را در میله پولوتونیومی آغاز می كند.

(6 میله در حال شكافت از خود پرتو، گرما و نوترون می دهد.

(7 نوترون ها به سوی لیتیوم - دوتریوم رفته و با چسبیدن به لیتیوم ایجاد تریتیوم می كند.

(8 تركیبی از دما و فشار برای وقوع واكنش همجوشی تریتیوم - دوتریوم ودوتریوم - دوتریوم و ایجاد پرتو، گرما و نوترون بیشتر، بسیار مناسب است.

(9نوترون های آزاد شده از واكنش های همجوشی باعث القای شكافت در قطعات اورانیوم 238 كه در سپر مورد نظر به كار رفته بود، می شود.

 (10 شكافت قطعات اروانیومی ایجاد گرما و پرتو بیشتر می كند.

 (11بمب منفجر شود.

منبع : http://babakmc2.blogfa.com

 منبع

شمای بمب هيدرژنی

  فیلم   فیلم    فیلم  فیلم  فیلم  فیلم  فیلم  فیلم فیلم

The Hydrogen Bomb: Schematic

تصویر را بزرگتر ببینید        منبع         دیکشنری هسته ای    

همجوشی هسته ای

فیلم همجوشی

سیکل همجوشی دوتریوم

Deuterium Cycle of Fusion

The four fusion reactions which can occur with deuterium can be considered to form a deuterium cycle. The four reactions:

can be combined as

or

منبع                                        منبع                            منبع

شکافت هسته‌ای

شکافت هسته‌ای

فیلم شکافت هسته‌ای

موج الکترومغناطیسی

 

درموج الکترومغناطیسی میدان مغناطیسی و میدان الکتریکی برهم و بر راستای انتشار عمودند

جسم سیاه

جسم سیاه

میدان الکتریکی اطراف بار نوسان کننده

تولید میدان الکتریکی اطراف بار نوسان کننده

موج­های الکترومغناطیسی

درسنامه:موج­های الکترومغناطیسی

فیزیک اتمی - لیزر

فیزیک اتمی

لیزر

فیزیک اتمی - الگوهای اتمی

فیزیک اتمی

الگوهای اتمی 

فیزیک اتمی - پاشندگی نور

فیزیک اتمی

 

پاشندگی نور 

فیزیك اتمی - فوتوالكتریك

فیزیك اتمی

فوتوالكتریك

فیزیک اتمی - تابش

فیزیک اتمی

تابش

 

post-351.pdf

post-351

در باره اتم

آزمایش رادرفورد

آرمایش رادرفورد

پدیده فوتوالکتریک

پدیده فوتوالکتریک 

پدیده فوتوالکتریک

پدیده فوتوالکتریک در همه بسامدها رخ نمی دهد

ابررسانا

ابررسانا

 

نیمرسانا نظریه نواری

 

نیمرسانا

نیمرسانای ذاتی

 برای نیمرسانایی كه ناخالصی نداشته باشد ، مانند سیلیسیوم یا ژرمانیوم ، تعداد الكترون‌های موجود در نوار رسانش و تعداد حفره‌های موجود در نوار ظرفیت باهم برابر ند . یك چنین نیمرسانایی را نیمرسانای ذاتی می گویند .

تعداد ترازهای خالی در دسترس الكترون های نوار رسانش ،بیشتر از حالت های قابل  دسترسِ الكترون های نوار ظرفیت است

بنابراین حركت الكترون های نوار رسانش راحت‌تر از حركت الكترون‌های نوار ظرفیت كه باعث حركت حفره ها می‌شود ، است . می‌توان گفت سهم الكترون های نوار رسانش در رسانایی بیشتر از سهم حفره‌های نوار ظرفیت است .

 

 

یکسو کننده pn-semiconductor

semiconductor یکسوکننده

دیود ( یکسو کننده )

 

 

تابش هسته ای

شکافت هسته ای

 

اورانیوم وزنجیره تابش هسته ای

 

شكافت­هسته‌ای

شكافت­هسته­ای ،یك واكنش­هسته‌ای است كه طی­آن یك هسته‌ی­سنگین به دو هسته‌ی با جرم كم­تر تبدیل­می‌شود، ( شكافته می‌شود ). شكافت ^235₉₂ U ­یكی از واكنش‌های شكافت­است كه با جذب یك نوترون­كند انجام­می‌شود­. معادله‌ی این واكنش به­صورت زیر است :

 

^235₉₂ U   +^1₀ n  g  ^236₉₂ U g    ^138₅₆ Ba   + ^95₃₆ Kr  + 3 ^1₀ n

 

همان‌طوركه در معادله دیده­می‌شود در هر شكافت تعداد 3 نوترون آزاد می‌شود كه این نوترون­ها می‌توانند واكنش‌های شكافت بعدی را انجام­دهند. بنابراین یك واكنش زنجیره‌ای اتفاق می­افتد و به­سرعت تعداد واكنش‌ها افزایش می‌یابد .

هسته‌های حاصل از شكافت را پاره‌های­شكافت می‌نامند. از آنجا كه این هسته‌ها نسبت به حالت پایدار، نوترونِ اضافی دارند، ناپایدار هستند و از طریق واپاشی بتا و گاما پرتوزایی می‌كنـند . نیمه‌عمر پاره‌های شكافت زیاد­است در نتیجه مدت­زمان طولانی فعالیت واپاشی دارند­. واین از اشكالات شكافت هسته‌ای است.

 

 

شکافت هسته ای1

شکافت هسته ای۲

شکافت هسته ای

شکافت هسته ای 3

شکافت هسته ای 4

انرژی بستگی و کاهش جرم

انرژی بستگی و کاهش جرم

کاهش جرم نوکلئون های هسته هنگام تشکیل

محاسبه‌ی انرژی بستگی هسته

اگر جرم یك هسته‌ی تشكیل شده را اندازه‌گیری كنیم ، مشاهده می‌شود كه از مجموع جرم نوكلئون‌های تشكیل دهنده‌ی آن هسته كمتر است . این اختلاف جرم را با DM  نشان می دهیم كه هنگام تشكیل هسته به انرژی تبدیل شده است و انرژی معادل آن را انرژی بستگی هسته می گوییم .

DM = ( Z M _P + N M _n ) – M _x

B = DM C ^2 =  [ ( Z M _P + N M _n ) – M _x ] C^2

در این رابطه M _x  جرم هسته‌ی تشكیل شده‌است و Z  و N تعداد پروتون‌ها و نوترون‌های آن هسته هستند .این کاهش جرم سبب پایداری هسته می شود ( نیروی هسته ای )

نمودار انرژی بستگی هسته های اتم ها

نمودار انرژی بستگی هسته اتم ها

 

نمودار انرژی بستگی و جرم کاهش یافته هنگام تشکیل هسته اتم برحسب جرم اتمی. نمودار نشان می دهد که پایداری اتم های بسیار سبک و بسیار سنگین کمتر از هسته های میانی است

برانگیختگی الکترون

 

اتم برانگیخته

1 :   برانگیختگی الکترون :

الکترون با دریافت تابش برانگیخته می­شود و با از دادن تابشی با همان طول موج به حالت پایه برمی گردد

 

1 :   هرگاه در یك­اتم الكترون‌ها روی مدارمانا حركت­كنند، از اتم تابشی گسیل نمی­شود .

1 :   برای آن­كه الكترونی را از حالت  n₁  به حالت  n₂  منتقل كنیم  (n₁ < n ₂  ) ، باید به آن مقداری معین انرژی بدهیم. در این­صورت گفته می‌شود، اتم به حالت برانگیخته رفته است. كه به­صورت زیر نمایش می‌دهیم :

 

* اتم   è فوتون  +  اتم

  

این برهم‌كنش فوتون با اتم را جذب می‌نامیم .

 

1  :  هرگاه اتم در یك­حالت برانگیخته باشد با گسیل یك فوتون به حالت پایین تر می­رود. این برهم‌كنش گسیل خودبه­خود نامیده می­شود كه آن را به­صورت زیر نمایش می­دهیم

 

اتم*    è   فوتون  +  اتم

همجوشی تریتیوم - دوتریوم

منبع     منبع    منبع

امضای توافقنامه آزمایش مشترک رآکتور خورشید

امضای توافقنامه آزمایش مشترک رآکتور خورشید

پارادوکس تئوری موجی و ذره ای بودن نور

پارادوکس تئوری موجی و ذره ای بودن نور

مقدمه ای برای مکانیک کوانتومی

« هر كسي از نظريه كوانتوم شوكه نشود آن را نفهميده است »

نيلس بور

 

مقدمه ای برای مکانیک کوانتومی

 

پلاسماچیست؟

پلاسماچیست؟

جذب اتمی

جذب اتمی

پرتوهای رادیواکتیو

http://en.wikipedia.org/wiki/Radioactivity

منبع   

نیم عمر

نیم عمر مواد رادیواکتیو 1

نیم عمر مواد رادیو اکتیو 2

منبع

اساس لیزر

لیزر 1	لیزر ۲
لیزر 3	لیزر 4

منبع               منبع              

ماکروفر

ماکروفر چگون غذا گرم می کند؟یا می پزد؟

منبع            منبع