واضح آرشیو وب فارسی:تبیان: نیروگاه برق اتمی قابل حمل(2)ژنراتور شگفت آور اسنپآیا تا به حال فکر کرده اید که فضانوردان سفینه آپولو 12 که در نووامبر سال 1969 در ماه فرود آمدند ، از چه منبعی نیروی برق مورد احتیاج را جهت مخابره تصاویر تلویزیونی ، آمار و اطلاعات علمی به زمین تامین کردند؟ مقدار زیادی برق جهت موفقیت در هر سفر فضایی مورد نیاز می باشد ، در حقیقت پس از این که فضانوردان آپولو 12 ماه را ترک کردند ، مولد برقی را که بجای گذاشتند مدتها وسیله فرستادن اطلاعات علمی از چندین دستگاه دیگر به زمین بود.هنگامی که رئیس جمهور دگمه کوچکی را که در روی میزش تعبیه شده بود فشار داد یک مولد برق اسنپ- 3 به اندازه یک توسرخ بکار افتاد که می توانست 11600 وات ساعت نیروی برق تولید کند.مولد برق اسنپ-3 راه را برای استفاده از ایزوتوپ های دیگر آینده باز نمود. اگر چه تغییر و اصلاحات زیادی روی آنها انجام گرفته ، اما مولدهای برق اسنپ همگی با استفاده از اصول تبدیل ترمو الکتریک ، برق تولید می نمایند. اصول ترمو الکتریک را می توان به صورت ساده تر «تبدیل مستقیم گرما به برق» بیان نمود.
این اصل تقریبا 150 سال پیش توسط دانشمند آلمانی به نام توماس جان سی بک کشف گردید. او مشاهده نمود هنگامی که دو فلز مختلف در یک مدار مسدود بهم متصل شوند ، دو نقطه اتصال را در درجه حرارت متفاوتی نگه دارند ، اختلاف پتانسیل الکتریکی در آن مدار بوجود می آید. این گونه اتصال ها را یک کوپل ترمو الکتریک یا ترمو کوپل نامیده اند.در ترمو کوپلها معمولا از دو فلز یا دو آلیاژ مختلف استفاده می شود و در داخل مولد برق رادیو ایزوتوپی منبع سوخت ، ایزوتوپ رادیو اکتیوی مانند پلونیم 210 وجود دارد که در اثر فساد تدریجی ذراتی را با سرعت بسیار زیاد انتشار می دهد. این ذرات به اتم های پوسته ای که ماده رادیو اکتیو در آن جای دارد برخورد نموده و به وسیله ماده مذکور جذب می شوند. این تصادم های اتمی باعث ازدیاد درجه حرارت داخلی مولد برق می گردند و سپس گرمای حاصله به یک رشته ترمو کوپل هدایت می شوند و در آنجا به نیروی الکتریکی مبدل می گردند.مهندسین علوم هسته ای با بکار بردن سوخت ایزوتوپ های رادیو اکتیو مختلف ، نیروی خروجی و مدت تولید آن را در مولدهای برق اسنپ کنترل می نمایند.دانشمندان بین تمام ایزوتوپ های رادیو اکتیو که به عنوان سوخت به کار می روند تنها هشت نوع مختلف را انتخاب نموده اند که هر کدام ارزش مشخصی در تولید نیرو دارند.برای مثال نیمه عمر عنصر پموتونیم 238 برابر 89 است که نسبتا طویل می باشد. اگر تولید نیروی برق برای مدتی طولانی مورد نیاز باشد مولدهای برق اسنپ که از عنصر پلوتونیم به عنوان سوخت استفاده می کنند بسیار مناسب هستند ، از طرف دیگر سریم 144 نیمه عمری کمتر از یک سال دارد ، اما شدت تولید نیروی آ« زیاد است. به بیان دیگر مقدار زیادی انرژی از یک کیلو سوخت اتمی تهیه می کند. بنابراین اگر مولد برقی مورد نیاز باشد که در مدت کوتاه مقدار زیادی نیروی برق تولید کند ، انتخاب عنصر سریم 144 سوخت مناسب خواهد بود.«پرومتیم 147» در درجات بسیار زیاد ذوب می شود ، پس در جاهایی که مولد برق باید حرارت زیاد را تحمل کند این عنصر شدیدا مورد نیاز می باشد.مولدهای برق اسنپ مدتها است که با برنامه های فضایی ارتباط دارند.درست بعد از اثبات کارایی و ارزش مولدهای برق ایزوتوپی اسنپ-3 در موشکی که از پایگاه فضایی کیپ کندی به مدار زمین پرتاپ شد ، از اسنپ- 3 استفاده کردند. با وجود این که از نظر اندازه بسیار کوچک (قطر آن پنج اینچ است) می باشد ، اما سوخت پولوتونیم 238 آن 2.7 وات نیروی الکتریکی تولید می کرد که در فرستنده رادیویی ماهواره مورد استفاده قرار گرفته بود.
دانشمندان دو سال بعد اسنپ 9 آ که ده برابر نیرومندتر از اسنپ 3 آ بود ساختند. در سال 1963 دو دستگاه از ماهواره هایی که در مدار زمین قرار گرفته بودند ، تمام انرژی خود را از اسنپ 9 آ کسب نمودند. همجنین مولدهای برق اسنپ در مدارهایی که 960 کیلومتر با زمین فاصله دارند در حرکت بوده و نیروی ماهواره های هواشناسی نیمبوس را تامین می نمایند. این ماهواره ها دائما زمین را دور زده و اطلاعات هواشناسی را به صورت تصاویری از ابرها و مسیر طوفان ها که مشابه آن را در برنامه هواشناسی تلویزیون مشاهده نموده اید جهت پیش بینی هوا به زمین می فرستند. در ماهواره نیمبوس نمونه ب دو دستگاه مولد برق ایزوتوپی هر یک به قدرت 30 وات به هم متصل شده اند که به طور پیوسته یک منبع تغذیه 60 واتی را جهت مصرف برق ماهواره تامین می نمایند. همچنین دانشمندان مورد استفاده های فراوانی برای مولدهای برق اسنپ در روی زمین پیدا.کرده اند.در فاصله 1120 کیلومتری از قطب شمال جزیره ای عاری از سکنه به نام اکسل هایبک وجود دارد که متخصصین اولین ایستگاه هواشناسی اتمی دنیا را که مخصوص جمع آوری اطلاعات مربوط به باد ، فشار و درجه هوای یخ زده قطب شمال می باشد ، تاسیس می نمایندو یک فرستنده رادیویی که برق آن ، از یک رشته مولد نیروی اسنپ تامین می شود ، اطلاعات مذکور را مجددا به ایسگاه دیگر که در منطقه گرمتری قرار دارد می فرستد. مولدهای برق اسنپ که از استرونتیم 90 به عنوان سوخت استفاده می کنند ، نه تنها اطلاعت مربوط به هواشناسی را مخابره می نمایند ، بلکه گرمای تولید شده در منبع نیروی آن از یخ زدن آلات و ادوات حساس پیش بینی هوا در سرمای قطب شمال جلوگیری می کند.نیروی دریایی ممالک متحده مورد استفاده ای جهت مولدهای برق اسنپ در قایق هایی که در نقاط مختلف دریا با دستگاه های کسب اطلاعات هواشناسی شناور می باشند ، کشف نموده است. در گذشته نیروی برق دستگاه های مذکور از باطری معمولی تامین می گردید که هر چند بار می بایستی تعویض می شدند.با وجود این اخیرا نیروی در یایی از مولدهای برق (اسنپ 7- د) که سوخت آن از استرونتیم 90 تامین می شود ، استفاده می کند.امروزه این گونه قایق ها که در نقاط دور تغییرات هواشناسی را تحت نظر دارند ، چندین سال تمام بدون هیچ گونه سوخت گیری مجدد بکار خود ادامه می دهد. تهیه و تنظیم : مژده اصولی
این صفحه را در گوگل محبوب کنید
[ارسال شده از: تبیان]
[مشاهده در: www.tebyan.net]
[تعداد بازديد از اين مطلب: 536]