سانتریفیوژ تکنیکی ساده اما حیاتی!

Mohsen 89

مدیر تالار فیزیک
طی سال‌های گذشته و همزمان با پیشرفت‌های چشمگیری كه در زمینه استفاده از انرژی هسته‌ای به ویژه در كشورمان صورت گرفته است، مجموعه‌ای از مفاهیم و عبارات علمی نیز وارد زبان‌ها از جمله زبان فارسی می‌شود كه اگرچه به صورت روزمره بارها و بارها در رسانه‌ها شنیده می‌شوند اما برخی از آنها در اذهان مردم شفافیت چندانی ندارند. یكی از این عبارات «سانتریفیوژ» است كه در سال‌های اخیر در كشورمان نیز پیشرفت‌های خیره‌كننده‌ای در زمینه تولید و به كارگیری آن در استفاده صلح آمیز از انرژی هسته‌ای صورت گرفته است. با این حال بد نیست بدانیم كه سانتریفیوژ انواع و اقسام مختلفی داشته و استفاده از آن در بحث انرژی هسته‌ای تنها یكی از موارد كاربردی آن است. شاید ساده‌ترین نوع استفاده از این تكنیك، ریختن سبزی‌های شسته شده در سبدی مخصوص و چرخاندن آن با استفاده از دستگیره و خارج نمودن آب اضافی از آنها باشد.

سانتریفیوژ به هر دستگاهی گفته می‌شود كه با سرعت زیادی به دور خود چرخیده و در همین حال با استفاده از نیروی گریز از مركز ایجاد شده مواد درون خود را نیز به بیرون پرتاب می‌كند. بررسی این فرآیند در نوع خود كار ساده‌ای است. آزمایشی ساده می‌تواند بسیاری از علامت پرسش‌ها را از میان بردارد. سطل آبی را برداشته و درحالی كه تا نیمه پر از آب است با سرعت به دور خود چرخانده و پس از چند دور پرتاب كنید. به خوبی دیده می‌شود كه به واسطه نیروی گریز از مركز ایجاد شده، آب درون سطل از آن بیرون نمی‌ریزد. این پایه و اساس سیستم‌های سانتریفیوژ به‏ حساب می‌آید.

در یك سانتریفیوژ واقعی نیز فرآیند مشابهی روی می‌دهد. به واسطه چرخش بسیار سریع محفظه‌ای به دور خود، هر آنچه در درون آن وجود دارد به سمت بیرون تحت فشار قرار می‌گیرد. این دستگاه می‌تواند در برگیرنده هر ماده‌ای باشد. از نمونه‌های خونی گرفته تا مواد شیمیایی مختلف. از این رو نمونه‌های آن بسیار متنوع است. به عنوان مثال ناسا دارای سانتریفیوژ عظیمی است كه از آن برای قرار دادن فضانوردان در معرض نیروهای شدید استفاده می‌شود. نیروی گریز از مركز تولید شده در این سانتریفیوژ می‌تواند شبیه‌سازی بسیار مناسبی از نیروی گرانشی باشد كه در زمان پرتاب فضاپیماها بر بدن فضانوردان وارد می‌شود.
 

Mohsen 89

مدیر تالار فیزیک
سانتریفیوژ، لازمه اصلی غنی‌سازی اورانیوم

سانتریفیوژ، لازمه اصلی غنی‌سازی اورانیوم

در فرآیند تولید سوخت هسته‌ای و استفاده از آن در نیروگاه‌ها كه با هدف تولید انرژی نظیر الكتریسیته صورت می‌گیرد، سانتریفیوژها نقش اساسی را در غنی‌سازی اورانیوم ایفا می‌كنند به طوری كه در صورت نبود آنها عملا مانع بزرگی بر سر راه غنی‌سازی اورانیوم به وجود می‌آید. پس از آن‌كه سنگ معدن اورانیوم از معادن استخراج شد، آسیاب شده و به شكل پودر درمیآید. براساس برآوردهای صورت گرفته شده از هر تن سنگ معدن اورانیوم بالغ بر 140‌‌كیلوگرم اورانیوم طبیعی حاصل می‌شود كه فقط می‌توان حدود یك كیلوگرم اورانیوم خالص 235 به دست آورد یعنی در مجموع یك كیلوگرم اورانیوم خالص از هر هزار كیلوگرم سنگ معدن اورانیوم. در ادامه اسید سولفوریك به مواد افزوده شده و پس از طی‌شدن چند مرحله دیگر اكسید اورانیوم با اسید سولفوریك تركیب می‌شود و در نهایت سولفات اورانیل حاصل می‌شود و در آخر با افزودن حلال‌های مخصوصی به سولفات اورانیل، ماده جامدی به نام كیك زرد به وجود می‌آید كه شامل 70 درصد اورانیوم بوده و دارای خواص پرتوزایی می‌باشد. برای غنی‌سازی اورانیوم، باید ابتدا كیك زرد را با اتم فلوئور تركیب كرده و به صورت گاز هگزا‌فلوراید اورانیوم درآورد. از اینجا به بعد است كه غنی‌سازی اورانیوم به واسطه استفاده از فناوری سانتریفیوژی كامل می‌شود. البته روش‌های مختلفی برای این منظور وجود دارد اما بررسی‌ها نشان داده‌اند كه استفاده از سانتریفیوژ بهترین و مؤثرترین روش برای غنی‌سازی اورانیوم به حساب می‌آید.

غنی‌سازی اورانیوم با استفاده از فناوری سانتریفیوژ برای نخستین بار حدود 40 سال پیش به وسیله مهندس آلمانی به نام زیپه صورت گرفت. البته از آن زمان تا به اكنون این فناوری با تغییرات و پیشرفت‌های گوناگونی همراه بوده است. در كل 2 روش سانتریفیوژ و پخش گازی پایه صنعتی غنی‌سازی در كل جهان وجود دارد. روش سانتریفیوژ در مقیاس صنعتی ابتدا در هلند در دهه 60 میلادی مورد استفاده قرار گرفت، برای این منظور توسعه مواد با استقامت و خواص ویژه و ساخت یاطاقان‌های پیشرفته برای سانتریفیوژهایی با سرعت دورانی زیاد لازم می‌بود. در آلمان و انگلستان نیز این روش توسعه یافت و در سال 1970 سه كشور آلمان، هلند و انگلستان شركتURENCO را برای توسعه این فرآیند و عرضه سرویس غنی‌سازی به بازار بین‌المللی تشكیل دادند. این فرآیند در دهه 80 در كشورهای آمریكا، فرانسه، ژاپن، استرالیا و چند كشور دیگر نیز به كار گرفته شده است. البته باید یادآوری كرد كه استفاده از سانتریفیوژ برای جداسازی مواد با جرم‌های ویژه مختلف از صد سال پیش شروع شده است ولی در آن زمان بحث غنی‌سازی به هیچ‌وجه مطرح نبود، به طوری كه از سال 1919 میلادی این روش برای جداسازی ایزوتوپ گازها مورد استفاده قرار گرفت؛ تا این‌كه در جنگ جهانی دوم از دستگاه سانتریفیوژ برای غنی‌سازی اورانیوم استفاده شد.

جدای از استفاده از این فرآیند در غنی‌سازی هسته‌ای، استفاده از آن برای دانشمندان علوم مختلف مزایای قابل توجهی داشته است. دانشمندان می‌توانند با استفاده از این تكنیك به جداسازی مایعات و تفكیك آنها به ذرات سازنده آنها بپردازند و جالب این است كه پس از توقف فرآیند سانتریفیوژ، ذرات جدا شده دیگر با یكدیگر تركیب نمی‌شوند. یكی دیگر از موارد استفاده سانتریفیوژ در امور پزشكی و تجزیه و تحلیل نمونه‌های خونی است. زمانی كه نمونه خونی در دستگاه سانتریفیوژ قرار می‌گیرد، دستگاه شروع به چرخش بسیار سریع كرده و در ادامه عناصر سازنده خون از یكدیگر جدا می‌شوند به طوری كه سلول‌های خونی در كف محفظه و سلول‌های پلاسما به بالای محفظه می‌روند. امروزه استفاده از این تكنیك در فعالیت‌های هسته‌ای به دلیل پیچیدگی‌ها و دشواری‌هایی كه دارد، فرآیندی سخت و پرهزینه به حساب می‌آید و از این تكنیك تنها برخی كشورهای جهان می‌توانند از آن استفاده كنند و معمولا فناوری آن به جهت مزایای قابل توجهی كه به همراه دارد در دسترس سایر كشورها قرار نمی‌گیرد. با این حال در چند سال اخیر بحث استفاده از سانتریفیوژها در غنی‌سازی اورانیوم در داخل كشور به شدت دنبال شده و نتیجه تحقیقات به عمل آمده در این زمینه خودكفایی كشور را به دنبال داشته است.[IMG]http://img.tebyan.net/big/1388/03/172192019623318055242137167567983610839.jpg[/IMG]
 

Mohsen 89

مدیر تالار فیزیک
پمپ سانتریفیوژ Centrifugal Pumps

پمپ سانتریفیوژ Centrifugal Pumps

کاربرد:

پمپهای سانتریفیوژبه منظورانتقال شیروفرآورده های سیال حاصل ازآن بدون واردکردن هرگونه آسیبی به ساختارفیزیکی محتوا واجزای آنها مورداستفاده قرار می گیرند.

پمپهای سانتریفیوژ در ظرفیتهای مختلف با توجه به نوع محصول وحجم آن بکار برده می شوند.

ظرفیتهای موجود:

5000 الی30000 لیتردرساعت
 
بالا