فیزیک روشنگر جهان

یک قرن پیش نظریه های اینشتین پیشرفت های جدید ماموریت های فضایی را به وجود آورد. اکنون ماهواره ای با نام کاوشگر گرانش B که ۶۵۰ کیلومتری بالای زمین می گردد به دنبال پیداکردن تاثیرات پیچیده ای است که نظریه نسبیت اینشتین پیش بینی کرده است. کشف این تاثیرها نیازمند دقتی بی نظیر است. چرخنده های ابزار ژیروسکوپ ماهواره بهترین گوی هایی هستند که تاکنون به دست بشر ساخته شده اند. این ماموریت آخرین مدرکی است که نشان می دهد جست وجو به دنبال مسیر اینشتین هرگز پایان نمی یابد.

اکنون ۱۰۰ سال از زمانی که اینشتین ۵ مقاله را منتشر کرد، می گذرد. او جایزه نوبل را دریافت کرد و از معروف ترین معادله علمی دنیا پرده برداشت و فیزیک را در مسیری قرار داد که تا امروز همچنان دنبال می شود. کار اینشتین در کنار پیشرفت های پی درپی در مکانیک کوانتوم، در کشف های علمی شکوفا شد که از بسیاری جهات زندگی عادی را تحت تاثیر قرار می دهد. «استفن بنکا» (S.Benka) سردبیر مجله فیزیکس تودی (Physics Today) می گوید: «اکنون دوران طلایی فیزیک است. فیزیک نه تنها ما را از جهان طبیعت آگاه می کند، بلکه زندگی بشر را نیز در بسیاری از موارد کاربردی تحت تاثیر قرار می دهد. برای مثال با استفاده از شبکه هشدار دهنده سونامی به سرعت در مورد زمین و سیستم های فیزیکی آن اطلاعات کسب می کنیم.» به گفته وی: «حوزه زیست شناسی نیز به وسیله فیزیک روشن تر می شود.»
وی می گوید: حتی جنبه های پیچیده فیزیک کوانتوم استفاده کاربردی به شکل کدهای غیرقابل شکست (hard*to*break) دارد که از اطلاعات بانکی آن لاین محافظت می کند.
دیگر جنبه های فیزیک بیشتر به صورت نظریه باقی مانده است: امکان وجود بعدهای بیشتر، رمزگشایی دینامیک فیزیکی سیستم های پیچیده و به شدت غیرقابل پیش بینی مثل وضعیت آب و هوای زمین.
در سال ۱۹۰۵ پنج مقاله اینشتین نشان داد که چطور به طور قطعی می توان وجود اتم را ثابت کرد. موضوع وجود یا عدم وجود اتم حتی تا صد سال پیش هم موضوع بحث برانگیزی بود. اینشتین نشان داد که نور از قسمت های مجزا به اسم فوتون تشکیل شده است و دیدگاه ما را نسبت به فضا و زمان برای همیشه تغییر داد. این دستاوردها برای فرد ۲۶ ساله ای که به تازگی دکترای خود را گرفته و در اداره ثبت اختراعات سوئیس کار می کند، چندان هم بد نیست. یکی از این مقاله های شگفت انگیز که شهرت کمتری دارد در مورد پرسشی است که هزاران سال است برای مشاهده کنندگان به صورت معما باقی مانده است. چرا ذرات غبار در هوا و ذرات شن در آب به صورت نامرتب می چرخند؟
گیاه شناسی به نام رابرت براون این پدیده را در سال ۱۸۲۷ بررسی کرد و بعد از آن فیزیکدانان آن را «حرکت

کمی تامل

می گویند شخصی سر کلاس ریاضی خوابش برد. وقتی که زنگ را زدند بیدار شد وباعجله دو مسأله راکه روی تخته سیاه نوشته بود یاداشت کرد و بخیال اینکه استاد آنها را بعنوان تکلیف منزل داده است به منزل برد و تمام آن روز وآن شب برای حل آنها فکر کرد. هیچیک را نتوانست حل کند، اما تمام آن هفته دست از کوشش بر نداشت . سرانجام یکی را حل کرد وبه کلاس آورد. استاد بکلی مبهوت شد ، زیرا آنها را بعنوان دونمونه از مسائل غیر قابل حل ریاضی داده بود.

اگر این دانشجو این موضوع را می دانست احتمالاً آنرا حل نمی کرد، ولی چون به خود تلقین نکرده بود که مسأله غیر قابل حل است ، بلکه برعکس فکر می کرد باید حتماً آن مسأله را حل کند سرانجام راهی برای حل مسأله یافت.

برای آنکس که ایمان دارد ناممکن وجود ندارد

چند نمونه فراموش نشدنی که باعث تغییر نگرش پزشکان و روانشناسان شد.

یک زندانی که قصد فرار داشت بطور مخفیانه خود را در یکی از اتاقکهای قطار جا داده بود و بعد از حرکت فهمیده بود که در یخچال قطار قرار دارد.

زندانی مطمئن بود که در طی چندین ساعتی که در یخچال قرار دارد منجمد خواهد شد و دقیقاً اینطور هم شد. 
اما بعد از رسیدن به مقصد مشاهده کردند که زندانی یخ زده در حالی که یخچال قطار خاموش بوده است و این نشان میدهد که شخص زندانی به خود تلقین کرده که منجمد خواهد شد و این تلقین برای او حکم یک تصویر ذهنی مطابق با افکار او داشته و همین باعث شده که سلولهای بدن وی واقعاً سرما را حس کرده و کم کم منجمد شود.

نمونه دیگر آزمایشی بود که به پیشنهاد یکی از روانشناسان بر روی دو تن از مجرمین محکوم به اعدام انجام شد.

آزمایش به این صورت بود که مجرم اول را با چشمانی بسته در حضور مجرم دوم با بریدن شاهرگ دستش او را به مجازات رساندند. در این هنگام نفر دوم با چشمان خود شاهد مرگ او بر اثر خونریزی شدید بود. سپس چشمان نفر دوم را نیز بستند و این بار شاهرگ دست وی را فقط با تیغه ای خط کشیدند و در این حین کیسه آب گرم نیز بالای دست وی شروع به ریختن می کرد این در حالی بود که دست او به هیچ وجه زخمی نشده بود. اما شاهدان یعنی پزشکان و روانشناسان با کمال ناباوری دیدند که مجرم دوم نیز پس از چند دقیقه جان خود را از دست داد چراکه او مطمئن بود که شاهرگ دستش به مانند نفر اول بریده شده و خونریزی می کند. ریخته شدن خون را نیز بر روی دست خود حس می کرده است. در واقع تصویر ذهنی او چنین بوده که تا چند لحظه دیگر به مانند نفر اول هلاک می شود و همین طور هم شد.

این نشان می دهد که دستگاه عصبی شما با توجه به آنچه فکر می کنید یا خیال می کنید که حقیقت دارد واکنش نشان می دهد.

دستگاه عصبی شما تجربه خیالی را از تجربه واقعی تمیز نمی دهد.

در هر دو مورد با توجه به اطلاعاتی که از ناحیه مغز در اختیار او قرار می گیرد واکنش نشان می دهد. 
این یکی از قوانین اولیه و اصولی ذهن است. در واقع اینطوری ساخته شده ایم. وقتی این قانون را در افراد هیپنوتیزم شده مشاهده می کنیم شک می کنیم که حتما نیرویی مرموز یا فوق طبیعی در کار است.

در واقع آنچه را که می بینیم فرایند طبیعی عمل مغز و دستگاه عصبی انسان است و نه چیز دیگر.
در پدیده هیپنوتیزم اگر بیمار بدرستی گفته های شخص هیپنوتیزم کننده معتقد باشد کارهای حیرت آور انجام می دهد و بیمار رفتاری متفاوت از خود نشان میدهد زیرا طرز فکر و باورش تغییر کرده است هیپنوتیزم یا خواب مصنویی همیشه به نظر اسرار آمیز بوده است زیرا همیشه فهم اینکه چگونه باور کردن می تواند منجر به رفتار غیر عادی انسان شود دشوار بوده است. با خواب مصنویی چنان برخورد شده که انگار نیرو یا قدرت ناشناخته ای در کار است. اما حقیقت این است که وقتی شخصی را متقاعد می کنید که قدرت شنوایی اش را از دست داده رفتار ناشنوایان را پیدا میکند. وقتی او را متقاعد می کنید که نسبت به درد حساسیت ندارد، می تواند بدون بیهوشی تحت عمل جراحی قرار گیرد و در این میان نیروی مرموزی هم در کار نیست. 

لحظه به لحظه مواظب گفته ها، فکرها و حرفای دلتون باشین. مواظب باشین که به خودتون چی میگین هیچ وقت نگین که چرا زندگی من اینجوریه چون همش دست خودتونه و این شمائین که زندگی خودتون رو به ویرانه و کلبه ای خرابه تبدیل میکنین یا به قصری باشکوه و شاهکاری بی نظیر

مهمانی حق چه باصفا شد

میلاد امام مجتبی شد

(این عید بر عاشقان مبارک)

اورانیوم

Protactinium - Uranium - Neptunium Nd U جدول کامل عمومی نام, علامت اختصاری, شماره Uranium, U, 92 گروه های شیمیایی اکتینیدها دوره, بلوک 7 , f جرم حجمی, سختی 19050 kg/m3, ND رنگ سفید نقره ای فلزی خواص اتمی وزن اتمی 238.0289 amu شعاع اتمیcalc. 175 ND»pm) شعاع کووالانسی ND pm شعاع وندروالس 186 pm ساختار الکترونی Rn]7s25f26d1] -e بازای هر سطح انرژی 2,8,18,32,21,9,2 درجه اکسیداسیون (اکسید) 5 (باز ضعیف) ساختار کریستالی اورتورومبیک خواص فیزیکی حالت ماده جامد (مغناطیسی) نقطه ذوب 1405 °F نقطه جوش 2070( K(7473 °F حجم مولی 12.49 ש»10-6 ««متر مکعب بر مول گرمای تبخیر 477 kJ/mol گرمای هم‌جوشی 15.48 kJ/mol فشار بخار ND Pa at 2200 K سرعت صوت 3155 m/s at 293.15 K متفرقه الکترونگاتیویته 1.38 «درجه پائولینگ) ظرفیت گرمایی ویژه 120 J/kg·K رسانایی الکتریکی 3.8 106/m اهم رسانایی گرمایی 27.6 W/m·K) 1st پتانسیل یونیزاسیون 597.6 kJ/mol 2nd پتانسیل یونیزاسیون 1420 kJ/mol پایدارترین ایزوتوپها iso NA نیمه عمر DM DE MeV DP 232U {syn.} 68.9 y α & SF 5.414 228Th 233U {syn.} 159,200 y SF & α 4.909 229Th 234U 0.006% 245,500 y SF & α 4.859 230Th 235U 0.72% 7.038 E8 y SF & α 4.679 231Th

اطلاعات اولیه

اورانیوم یکی از عناصر شیمیایی جدول تناوبی است که نماد آن ، U و عدد اتمی آن 92 می‌باشد. اورانیوم که یک عنصر سنگین ، سمی ، فلزی ، رادیواکتیو و براق به رنگ سفید مایل به نقره‌ای می‌باشد، به گروه آکتیندها تعلق داشته و ایزوتوپ 235 آن برای سوخت راکتورهای هسته‌ای و سلاحهای هسته‌ای استفاده می‌شود.

معمولا اورانیوم در مقادیر بسیار ناچیز در صخره‌ها ، خاک ، آب ، گیاهان و جانوران از جمله انسان یافت می‌شود.

خصوصیتهای قابل توجه

اورانیوم هنگام عمل پالایش به رنگ سفید مایل به نقره‌ای فلزی با خاصیت رادیواکتیوی ضعیف می‌باشد که کمی از فولاد نرم‌تر است. این فلز چکش‌خار ، رسانای جریان الکتریسیته و کمی Paramagnetic می‌باشد. چگالی اورانیوم 65% بیشتر از چگالیسرب می‌باشد. اگر اورانیوم به‌خوبی جدا شود، بشدت از آب سرد متاثر شده و در برابر هوا اکسید می‌شود. اورانیوم استخراج شده از معادن ، می‌تواند به‌صورت شیمیایی به دی‌اکسید اورانیوم و دیگر گونه‌های قابل استفاده در صنعت تبدیل شود.

گونه‌های اورانیوم در صنعت

اورانیوم در صنعت سه گونه دارد:

• آلفا (Orthohombic) که تا دمای 667.7 درجه پایدار است.
  
• بتا (Tetragonal) که از دمای 667.7 تا 774.8 درجه پایدار است.
  
• گاما (Body-centered cubic) که از دمای 774.8 درجه تا نقطه ذوب پایدار است. ( این رساناترین و چکش‌خوارترین گونه اورانیوم می‌باشد.)
  

دو ایزوتوپ مهم ان U₂₃₅ و U_238> می‌باشند که U₂₃₅ مهمترین برای راکتورهای و سلاحهای هسته‌ای است. چرا که این ایزوتوپ تنها ایزوتوپی است که طبیعت وجود دارد و در هر مقدار ممکن توسط نوترونهای حرارتی شکافته می‌شود. ایزوتوپ U₂₃₈ نیز از این جهت مهم است که نوترونها را برای تولید ایزوتوپ رادیواکتیو جذب کرده و آن را به ایزوتوپ Pu₂₃₉ پلوتونیوم تجزیه می‌کند. ایزوتوپ مصنوعی U₂₃₃ نیز شکافته شده و توسط بمباران نوترونی Thorium232 بوجود می‌آید.

اورانیوم اولین عنصر یافته شده بود که می‌توانست شکافته شود. برای نمونه با بمباران آرام نوترونی ایزوتوپ U₂₃₅ آن به ایزوتوپ کوتاه عمر U₂₃₆ تبدیل شده و بلافاصله به دو هسته کوچکتر تقسیم می‌شود که این عمل انرژی آزاد کرده و نوترونهای بیشتری تولید می‌کند.

اگر این نوترونها توسط هسته U₂₃₅ دیگری جذب شوند، عملکرد حلقه هسته‌ای دوباره اتفاق می‌افتد و اگر چیزی برای

راکتور زاینده (راکتورهای با نوترون سریع ، راکتورهای زاینده )

مقدمه

یک راکتور هسته‌ای گرمایی تولید می‌کند که منشأ آن در شکافت دو هسته قابل شکافت ²³⁵U یا ²³⁹Pu قرار دارد. تنها ماده موجود قابل کشافت در طبیعت ، ²³⁵U است که 1.140 اورانیوم طبیعی را تشیل می‌دهد و بقیه اساسا ²³⁸U غیر شکافتی است. هر شکافت اتم اورانیوم در اثر یک نوترون ، 2 تا 3 نوترون با انرژی بالا (بطور متوسط 2Mev) یعنی نوترونهای سریع (20000Km/s) را تولید می‌کند.




این نوترونها به نوبه خود می‌توانند با سایر هسته‌های اورانیوم شکافت انجام دهند که نوترونهای گسیل شده شکافتهای دیگری را تولید می‌کنند و به این ترتیب واکنش زنجیره‌ای ایجاد می‌شود. اگر قطعه ماده قابل شکافت به حد کافی بزرگ باشد، تولید نوترونها تقویت شده و سبب انفجار می‌شود: این اساس بمب اتمی است. در یک راکتور هسته‌ای یک عده پدیده‌های دیگر را برای انجام واکنش مورد نظر قرار می‌دهند: تعدادی از نوترونها در اورانیوم بویژه در ²³⁸U بدون تولید شکافت ، تعدادی دیگر توسط مواد ساختاری جذب می‌شوند و بالاخره عده دیگری به بیرون مغز راکتور فرار می‌کنند و ناپدید می‌شوند.

شرایط ایجاد شکافت زنجیری

یک راکتور فقط با یک حجم معین که کمترین ماده قابل شکافت را داشته باشد، می‌تواند کار کند: کمترین مقدار ماده قابل شکافت را جرم بحرانی می‌نامند. در یک قطعه اورانیوم طبیعی ، هر چه قدر بزرگ هم باشد، واکنش زنجیره‌ای