گزارش کارآموزی منطقة اکتشافی مواد رادیواکتیو ناریگان

گزارش کارآموزی منطقة اکتشافی مواد رادیواکتیو ناریگان

مقدمه و تشکر

این گزارش شامل دو فصل است فصل اول کلیاتی در مورد اورانیوم و فصل دوم عملیات اکتشافی در منطقه ناریگان تحت نظارت سازمان انرژی اتمی است.

لازم است از کلیة عزیزانی که مرا در تهیة این گزارش راهنمائی و یاری کرده‌اند کمال تشکر و قدردانی را کنم. از بخش اکتشاف و استخراج سازمان انرژی اتمی جناب آقایان مهندسین آشتیانی، مهدی‌نیا، داوودنژاد، قادری، آقاجانلو، نوریان، جمالی، شهبازی، تقی‌زادگان و جناب آقای هاشمی‌وند مسئول انبار اکتشاف کمال سپاسگزاری را دارم و دیگر پرسنل و کارمندان بخش اکتشاف و استخراج سازمان انرژی اتمی.

ضمناً از جناب آقای مهندس فتاحی مدیریت گروه معدن دانشگاه آزاد اسلامی واحد محلات که استاد راهنمای بنده هستند و راهنمائیهای ایشان در تهیة این گزارش بسیار مؤثر بوده است کمال تشکر را دارم.

جعفر هاشمی‌وند

26/3/83

فصل 1- کلیاتی در مورد اورانیوم

1-1- مقدمه عناصر رادیواکتیو

عناصری در طبیعت موجود می باشند که دارای هستة سنگین هسته و با صدور اشعه‌های a و b و گاما به عناصر سبکتر تبدیل می شوند، این عمل را فروپاشی می‌گویند. اشتعه a از جنس هلیم دو بار مثبت (He²⁺) می‌باشد. اشعه b، الکترون با بار منفی و دارای انرژی جنبشی می‌باشد و اشعه g که از هسته اتم تابش می‌شود.

عناصر رادیواکتیو در طبیعت گوناگونند ولی عناصری که مورد توجه است اورانیوم، توریم و پتاسیم است که به شرحشان می پردازیم:

1. اورانیوم 238: این ایزوتوپ اورانیوم با داشتن عدد اتمی n 92 یکی از ایزوتوپهای فلز اورانیوم (238، 235 و 234) می‌باشد که تقریباً 99% اورانیوم موجود در طبیعت را تشکیل می‌دهد. این ایزوتوپ اورانیوم نیمه عمری در حدود 5/4 میلیارد سال دارد که مقدار آن در پوستة جامد زمین ppm 4-2 می‌باشد.
2. توریم 232: توریم 232، عدد اتمی 90 دارد و یکی از سه ایزوتوپ عنصر توریم (232، 230 و 228) می‌باشد که نیمه عمری حدود 11میلیارد سال دارد و مقدار آن ppm 12-10 در لایة جامد زمین است.
3. پتاسیم 40 : دارای عدد اتمی 99 می‌باشد که تنها ایزوتوپ رادیواکتیو عنصر پتاسیم می‌باشد که نیمه عمری در حدود 3/1 میلیارد سال دارد مقدار آن در پوستة جامد زمین 2% است. عناصر مهم تولیدکننده g در طبیعت سه عنصر بالا هستند. (1)

1-1- زمین شناسی اورانیوم

کانی سازی اورانیوم در سنگهای تونی پیروکلاستیک و یا به عبارت دیگر توفهای بازیک تشکیل شده است. که این نوع توفهای بازیک در حاشیه توده های گرانیتی که متأثر از این توده شیب دار شده است قرار گرفته است.

کانی سازی اورانیوم در امتداد شیب طبقات لایة پیروکلاستیک قرار داشته و شیب کانی سازی از شیب طبقات پیروی می‌کند. (1)

1-2- کانیها و کانسارهای اورانیوم

کانیهای اولیه اورانیوم عبارتند از اورانینیت، پیچ بلاند، دایویدیت، برایزیت و از کانیهای ثانویة اورانیوم می‌توان زیپیت را نام برد.

بیش از هشتاد سنگ معدنی شناخته شده وجود دارد که دارای مقادیر قابلی اورانیوم هستند ولی فقط کمتر از دوازده تای آنها در زمین فراوانند.

از مهمترین کانه های اورانیوم اورانیت است که ترکیبی از بی اکسید اورانیوم (O₂) و تری اکسید اورانیوم (O₃) است و به شکل گرد سیاه است این کانه در نهشت های عمیق یافت می‌شود. کانه های دیگر عبارتند از کارنولیت به رنگ زرد روشن که در آن اورانیوم با پتاسیم و آنادیم ترکیب شده است.

توربرنیت که بلور خاکستری رنگ فسفات اورانیوم و مس است. (1)

1-4- روشهای اکتشاف کانسازهای اورانیوم

برای اکتشاف کانسارهای اورانیوم دو روش وجود دارد یکی روش رادیواکتیو است که اساس این روش بر خاصیت رادیواکتیویته اجسام استوار است که تمامی اکتشافات در روی زمین صورت می‌گیرد.

روش دیگر ژئوفیزیک هوابردی است که متداولترین روشهای ژئوفیزیک هوابردی یکی روش مغناطیسی و دیگری روش رادیواکتیو است که بوسیلة هواپیمان صورت می‌گیرد.

عملیات اسپکترومتری مواد رادیواکتیو مغناطیسی سنجی هوائی در حدود 000/600 کیلومترمربع از مساحت ایران در شرق و شمالغرب توسط شرکتهای استرایائی و فرانسوی و آلمانی انجام گرفته است و مورد پوشش پروژه اکتشافات هوائی قرار گرفته است که اطلاعات بدست آمده بصورت نقشه های ایزورادیومتری و پروفیل مسیر پرواز در مقیاسهای 1 :250000 و 1:50000 به سازمان انرژی اتمی ایران تحویل داده شده است و با استفاده از امکانات روز سخت افزاری و نرم افزاری مورد تعبیر و تفسیر و نهایتاً استفاده در کاوش مواد رادیواکتیو خصوصاً اورانیوم قرار گرفته است. (2)

1-5- اورانیوم منبع انرژی

نقش اورانیوم در تأمین نیاز انرژی جهان بسیار عظیم است و گسترش نیروگاههای هسته ای زمانی قابل توجیه است که اورانیوم و سوختهای شکافی دیگر بتوانند سهم بسزائی در تأمین انرژی جهان در دهه های آینده داشته باشند.

اورانیوم به شکل مخلوطی از اکسیدهائی که فرمول تقریبی آنها u₃o₈ است و سیلاً‌در پوستة زمین یافت می‌شوند. (3)

1-6- بزرگترین ذخایر اورانیوم

بزرگترین ذخایر کشورهای غیرکمونیستی در کانادا، استرالیا، آفریقای جنوبی و ایالات متحدة آمریکا قرار دارند. غنی ترین سنگ معدنهای اورانیوم حاوی 05/0 تا 2/0 درصد u₃o₈ هستند و آنهائی که در حال حاضر مورد بهره برداری قرار می گیرند اورانیومی ارزانی با قیمت کیلوئی 80 دلار تولید می‌کنند این سنگ معدنها می توانند مصرف فعلی جهان را که 41000 تن در سال است حداقل به مدت 40 سال تأمین کنند.

از آن پس سنگ معدنهای خیلی کم غناتر درون که اینها و سنگواره های رسی شامل 01/0 درصد u₃o₈ هستند که باید استخراج شوند و در آن صورت قیمت اورانیوم به صورت خیلی بالا خواهد بود. (3)

1-7- انواع ذخایر اورانیوم

منابع اورانیوم برحسب قیمت تولید (دلار بر کیلوگرم 4) و میزان اطمینان از اطلاعات پیرامون دسته بندی می‌شوند.

منابع بالنسبه مطئن (RAR) آن دسته از ذخائر که استخراج آن با فناوریهای معتبر ممکن باشد.

منابع تخمینی دیگر (EAR) به منابعی گفته می‌شود که انتظار می رود با توسعه منابع موجود 2 بررسی مناقی که اکتشاف به طور کامل انجام نشده قابل استحصال باشد.

بالاخره منابع نظری (SR) به ذخایری از سنگهای معدنی اورانیوم گفته می‌شود که مبنای برونیابی و مدارک غیرمستقیم وجودشان متصور است.

جدول 1-1- منابع اورانیوم (3)

قیمت تولید	میلیون تن اورانیوم
	RAR	EAR-1	EAR-2	SR

1-8- فرآوری سوخت هسته ای

1-8-1- چرخة سوخت هسته ای

روشی که اورانیوم در راکتورهای هسته ای به مصرف می‌رسد احتمالا باز – مصرف می‌رسد شامل یک رشته فرآیندهائی است که خیلی پیچیده تر از زغال سنگ و نفت در نیروگاههای غیرهسته ای است.

چرخة سوخت هسته ای را می‌توان به شکل 1-1 مشاهده کرد. مراحل این چرخه عبارتند از:

1. استخراج سنگ معدن اورانیوم متعاقباً خرد کردن آن ، جدا سازی و فرآوری برای تولید اکسید اورانیوم، u₃o₈ موسوم به کیک زرد.
2. انتقال کیک زرد به کارخاانه تولید میله های سوخت.
3. فرآوری شیمیائی کیک زرد، غنی سازی و ساخت میله های سوخت.
4. انتقال میله های سوخت به نیروگاههای هسته ای
5. انبار کردن و کاربرد سوخت در راکتور (1 تا 3 سال) پس از آن تعویض یا انبارکردن سوخت مصرف شده برای چند ماه
6. انتقال سوخت مصرف شدة شدیداً پرتوزا از نیروگاه به کارخانه فرآوری
7. باز – فرآوری و جداسازی سوخت مصرف شده به سه مؤلفه اورانیوم غنی شده، پلوتونیوم و فرآورده های دیگر.
8. انبارکردن فرآوردهای شکافت به صورت مایع در کارخانه باز فرآوری برای چند سال
9. انبارکردن اورانیوم تهی شده و پلوتونیوم و مصرف دوبارة این مواد در کارخانه میله های سوخت برای باز مصرف در راکتورها

10. انبار کردن و در نهایت دور ریختن سوخت مصرف شده بدون فرآوری (3)

شکل 1-1- چرخة سوخت هسته ای (3)

1-8-2- استخراج اورانیوم

اورانیوم به صورت ذخائر اندک به صورت گسترده ای در سطح زمین وجود دارد. در جهان غرب منابع اصلی اورانیوم در کشورهای ایالات متحدة آمریکا، کانادا، استرالیا، آفریقای جنوبی، نیجر و فرانسه قرار دارد.

با وجودی که صخره های محتوی اورانیوم دارای درصد بسیار کمی از خود اورانیوم هستند اما ممکن است تصور شود که استخراج اورانیوم به دلیل طبیعت پرتوزای ماده خطرناک است.

خطر پرتوزائی فقط در معادن زیرزمینی که فاقد هواکش کافی است قابل ملاحظه است. زیرا در آن صورت گاز پرتوزای را دون جمع می‌شود و خطراتی که بعداً گفته می‌شود کارکنان و کارگران را تهدید می‌کند.

در معادن سطحی خر پرتوزائی نیست بلکه خطر گرد و غبار حاصل از منفجرکردن، خرد کردن و شکست قطعات بزرگ صخره است

در سالهای نخستین استخراج اورانیوم بیماری و مرگ و میر زیادی در بین کارگران معادن اورانیوم دیده می‌شود اما امروزه با احتیاطهای لازم و ایمنی های لازم این خطرات وجود ندارد. (3)

1-8-3- حمل و نقل اورانیوم

در چرخة سوخت هسته ای در سه نقطه است که اورانیوم و احتمالاً پلوتونیوم باید مسافت زیادی را طی کند اول کیک زرد از معدن به کارخانه سوخت منتقل شود و در یک مرحله بعد اورانیوم خالص یا uo₂ از کارخانه به نیروگاههای هسته ای ارسال شودو.

خطر خاصی در این عملیات وجود ندارد مگر اهمیت سوق الجیشی اورانیوم و پلوتونیوم به عنوان سلاحهای هسته ای. بنابراین این خطر است که تروریستها و راهزنها یا عوامل دولتهای غیرمسئول اورانیوم و پلوتونیوم را در حین حمل و نقل دزدیده و به مقاصد خود به کار گیرند.

برای جلوگیری از دزدیده شدن سوخت در راه رسیدن به نیروگاهها با یک پرتودهی مختصر آن را پرتوزا کرده و سر و کار با آن را خطرناک می سازد ولی این عمل به کارکنانی که سوخت را حمل می‌کنند خطر می رساند در آینده روشهای دیگر ابداع خواهد شد. (3)

1-9- فرآوری شیمیائی کیک زرد

کیک زرد سنگ معدن تخلیص شدة اورانیوم است (u₃o₈) برای راکتورهائی که سوخت دی اکسیداورانیوم غنی شده، uo₂ مصرف می‌کنند (اغلب نیروگاههای اطراف جهان). مرحله بعد تبدیل u₃o₈ به هگزافلوریداورانیوم uF₆ است.

uF₆ یک ترکیب گازی است و می‌توان آن را در کارخانه های غنی سازی از نوع پخشی (دیفوزیونی) یا مرکز ـ گریزی استفاده کرد. تبدیل u₃o₈ به uF₆ چند مرحله دارد:

الف) حل کردن کیک زرد در مخلوطی از اسیدنیتریک و اسیدسولفوریک.

ب) تولید نیترات اورانیل خالص در شکل محلول آبگون به کمک حلال دی اتیل اتر.

ج) افزودن آمویناک برای ایجاد رسوبات دی اورانات آمونیوم (ADU)

د) تکلیس (خشک کردن به کمک گرما) ADC و احیای آن توسط هیدروژن و تولید uo₂

هـ) تبدیل uo₂ به uF₄ به کمک اسیدفلوریدریک (HF)

و) تبدیل uF₄ به uF₆ در اثر ترکیب آن با فلور پس از غنی سازی هگزافلورید اورانیوم را با آب و هیدروژن ترکیب و آن را دوباره به uo₂ تبدیل می‌کنند. (3)

1-10- غنی سازی اورانیوم

فرآیند غنی سازی اورانیوم شامل جداسازی نسبی 235u و 238u تا غلظت 235u در محلول بیش از غلظت آن در اورانیوم می‌شود

در مقیاس تجاری دو فرآیند برای غنی سازی اورانیوم وجود دارد. در هر دوی این فرایندها اورانیوم طبیعی به ترکیب گازی هگزافلوریداورانیوم (uF₆) تبدیل می‌شوند و ایزوتوپ طبیعی اورانیوم دو گاز تولید می‌کند که جرم مولکولی آنها کمی باهم فرق دارد، 238 uF₆ کمی سنگین تر از 235 uF₆ است.

در فرآیند پخش گازی هگزافلورید اورانیوم را وامی دارند تا در اثر اختلاف فشار دو سوی غشا از یک رشته غشاهای متخلخل نفوذ کند. گاز سبک تر 235 uF₆ با سرعت اندکی بیشتر از گاز سنگین تر 238 uF₆ نفوذ می کند و در نتیجه در گاز عبور کرده از غشا غنی شدگی اندکی اختلاف وجود دارد. مقدار غنی شدگی در یک تک غشاء خیلی کم است و برای دستیابی به غنی شدگی قابل ملاحظه مراحل بسیاری لازم است.

فرآیند مرکز – گریز شامل کاربست دستگاههای مرکز گریز (سانتریفیوژ) سریع برای جداسازی 235 uF₆ از 238 uF₆ است.

هگزافلورید اورانیوم را وارد مرکز گریز می‌کنند و در سرعتهای دورانی خیلی بالای این ماشینها، مولکولهای 238 uF₆ در نزدیک محیط مرکز گریز تراکم بیشتری نسبت به ناحیه خارجی دارند و مولکولهای 238 uF₆ در ناحیه خارجی تراکم بیشتری نسبت به ناحیة نزدیک محور دارند.

به این ترتیب گازی که از نزدیک محور دستگاه گرفته می شود از نظر مقدار 238 u غنی است و گازی که از ناحیة محیطی دستگاه گرفته می‌شود از نظر 238 u فقیر است. بار دیگر برای رسیدن به غنی شدگی مناسب مراحل زیادی لازم است.

در هر دو این روشها مقدار زیادی انرژی لازم است در یکی برای پمپ کردن از مراحل بسیار زیاد و در دیگری برای راندن دستگاههای گریز از مرکز.

مقدار انرژی لازم برای فرآیند مرکز گریز یک مهم فرآیند پخش است و اکنون فرآیند مرکز – گریز روش غنی سازی است.

فرآیند سوم غنی سازی اورانیوم شامل کاربردهای پرتوهای لیزری برای برانگیختن گزینش اتمهای 238 u (در حالت گازی) به حالت پوینده و سپس جمع آوری آنها در یک میدان الکتریکی است. این فرآیند جداسازی لیزری ایزوتوپ های بخار اتمی[1] در ایالات متحده آمریکا در حال گسترش است. (3)

فهرست مطالب

عنوان صفحه

مقدمه و تشکر........................................................................................................

فصل اول ـ کلیاتی در مورد اورانیوم ......................................................................

1-1- مقدمه – عناصر رادیواکتیو .........................................................................

1-2- زمین شناسی اورانیوم.................................................................................

1-3- کانیها و کانسارهای اورانیوم.......................................................................

1-4- روش اکتشاف کانسارهای اورانیوم.............................................................

1-5- اورانیوم منبع انرژی....................................................................................

1-6- بزرگترین ذخائر اورانیوم............................................................................

1-7- انواع ذخائر اورانیوم....................................................................................

1-8- فرآوری سوخت هسته ای..........................................................................

1-8-1- چرخة سوخته هسته ای.........................................................................

1-8-2- استخراج اورانیوم...................................................................................

1-8-3 - حمل و نقل اورانیوم.............................................................................

1-9- فرآوری شیمیائی کیک زرد........................................................................

1-10- غنی سازی اورانیوم....................................................................................

1-11- قیمت اورانیوم غنی شده ...........................................................................

عنوان صفحه

1-12- راکتور سازمان انرژی اتمی ........................................................................

1-12-1- مواد موردنیاز راکتور..............................................................................

1-13- خطرات ناشی از تابش اشعه ها بر محیط زیست و جانداران......................

1-13-1- فیزیک بهداشت.....................................................................................

1-14- دور ریختن زباله های اورانیومی.................................................................

1-14-1- پسمانداری............................................................................................

1-15- اساسنامه سازمان انرژی اتمی......................................................................

1-16- تحصیلات رسمی در سازمان......................................................................

---

[1] . AVLIS

خرید فایل

گزارش اکتشافی مربوط به مخلوط کوهی اقبالیه

گزارش اکتشافی مربوط به مخلوط کوهی اقبالیه

عنوان تحقیق: گزارش اکتشافی مربوط به مخلوط کوهی اقبالیه فرمت فایل: word تعداد صفحات: 34 شرح مختصر: محدوده مطالعاتی در غرب شهرستان ورامین و جنوب غرب شهرستان پاکدشت واقع شده است. محدوده در جنوب شهر تهران قرار دارد و جزء استان تهران می zwnj;باشد. آب و هوای این منطقه خشک و نیمه بیابانی ...

دریافت فایل

گزارش کارآموزی منطقة اکتشافی مواد رادیواکتیو ناریگان

گزارش کارآموزی منطقة اکتشافی مواد رادیواکتیو ناریگان

عناصری در طبیعت موجود می باشند که دارای هستة سنگین هسته و با صدور اشعه zwnj;های گاما به عناصر سبکتر تبدیل می شوند، این عمل را فروپاشی می zwnj;گویند. عناصر رادیواکتیو در طبیعت گوناگونند ولی عناصری که مورد توجه است اورانیوم، توریم و پتاسیم است که به شرحشان می پردازیم:۱٫ اورانیوم ...

دریافت فایل

گزارش کارآموزی منطقة اکتشافی مواد رادیواکتیو ناریگان

» :: گزارش کارآموزی منطقة اکتشافی مواد رادیواکتیو ناریگان

این گزارش شامل دو فصل است فصل اول کلیاتی در مورد اورانیوم و فصل دوم عملیات اکتشافی در منطقه ناریگان تحت نظارت سازمان انرژی اتمی است.

مقدمه عناصر رادیواکتیو

عناصری در طبیعت موجود می باشند که دارای هستة سنگین هسته و با صدور اشعه‌های a و b و گاما به عناصر سبکتر تبدیل می شوند، این عمل را فروپاشی می‌گویند. اشتعه a از جنس هلیم دو بار مثبت (He²⁺) می‌باشد. اشعه b، الکترون با بار منفی و دارای انرژی جنبشی می‌باشد و اشعه g که از هسته اتم تابش می‌شود.

عناصر رادیواکتیو در طبیعت گوناگونند ولی عناصری که مورد توجه است اورانیوم، توریم و پتاسیم است که به شرحشان می پردازیم:

1.اورانیوم 238: این ایزوتوپ اورانیوم با داشتن عدد اتمی n 92 یکی از ایزوتوپهای فلز اورانیوم (238، 235 و 234) می‌باشد که تقریباً 99% اورانیوم موجود در طبیعت را تشکیل می‌دهد. این ایزوتوپ اورانیوم نیمه عمری در حدود 5/4 میلیارد سال دارد که مقدار آن در پوستة جامد زمین ppm 4-2 می‌باشد.

2.توریم 232: توریم 232، عدد اتمی 90 دارد و یکی از سه ایزوتوپ عنصر توریم (232، 230 و 228) می‌باشد که نیمه عمری حدود 11میلیارد سال دارد و مقدار آن ppm 12-10 در لایة جامد زمین است.

3.پتاسیم 40 : دارای عدد اتمی 99 می‌باشد که تنها ایزوتوپ رادیواکتیو عنصر پتاسیم می‌باشد که نیمه عمری در حدود 3/1 میلیارد سال دارد مقدار آن در پوستة جامد زمین 2% است. عناصر مهم تولیدکننده g در طبیعت سه عنصر بالا هستند. (1)

خرید و دانلود محصول

1395/03/07

---

گزارش کارآموزی منطقة اکتشافی مواد رادیواکتیو ناریگان , رایگان , دانلود , مقاله , ورد , word , تحقیق , کاراموزی , سازمان انرژی اتمی , کلیاتی در مورد اورانیوم , عناصر رادیواکتیو , زمین شناسی اورانیوم , کانیها و کانسارهای اورانیوم , روشهای اکتشاف کانسازهای اورانیوم , اورانیوم منبع انرژی , ذخایر اورانیوم , انواع ذخایر اورانیوم , چرخة سوخت هسته ای , استخراج اورانیوم , اساسنامه سازمان انرژی اتمی ایران , سوخت راکتور

---

نوع فایل : word | تعداد صفحات : 107 |

لینک محصول

http://kavoshgar.zepo.ir/post/55863

دریافت دمو