بهتر است پیش از این‌که به سراغ فرضیه‌های مطرح دراین باره برویم کمی به آمار و ارقام پردازیم. حدود ۷۱ درصدد سطح زمین را آب تشکیل می‌دهد. شاید در ابتدا این رقم زیاد به نظر بیاید ولی اگر به سراغ حجم آن برویم می‌بینیم مقدار آب موجود در زمین آ‌ن‌قدرها هم زیاد نیست. اگر به تصویر بالا نگاه کنید به این موضوع پی می‌برید. اگر تمام آب‌های زمین را جمع کنیم نسبت آن با کل سیاره زمین همین دایره‌ای کوچک آبی است و علت آن عمق کم این آب در مقایسه با حجم کره‌ی زمین است. جالب است بدانید این نسبت در قمرهای دیگر بیشتر از زمین است. مثلاً آبی مایعی که در زیر پوسته‌ی اروپا نهفته است به نسبت اندازه‌ی این قمر حجم قابل‌توجهی دارد. انسلادوس و اغلب اقمار زحل هم به نسبت اندازه‌‌‌شان آب زیادی دارند. کل آب موجود در زمین حدود ۱/۳ میلیارد کیلومتر مربع یا ۱۰ به توان ۲۱ لیتر آب است و حدود ۹۷ درصدد آن آب شور است و تنها ۳ درصد آب شیرین است که بخش عمده‌ی آن در کلاهک‌های قطبی و یخچال‌های طبیعی روی زمین نهفته است. یکی از نگرانی‌های بشر درباره‌ی ذوب شدن یخ های قطب همین موضوع است .
ادامه مطلب…
تئوری های گوناگونی وجود آب در سطح کره ی زمین را توجیح می کنند، اما بعضی از آنها بهتر از بقیه هستند. ما می دانیم که اقیانوس ها بعد از گذشت ۱۰۰ میلیون سال از پیدایش کره ی زمین بوجود آمده اند. زمانی که زمین در فرآیند شکل گرفتن بود، با شعاعی بالغ بر ۴۰ ٪ شعاع کنونی، دارای گرانش کافی برای نگه داشتن اتمسفر نازک حاوی بخار آب بود. اولین بخار آب های روی سیاره از قسمت های درونی سیاره، آنجاهایی که مواد شیمیایی فرّار تمایل به فرار به سطح را داشته اند و عناصر سنگین مانند آهن و نیکل به سمت پایین می رفتند.

اگر چه اولین آب ها در کره ی زمین از فعالیت های آتش فشانی حاصل شده اند، این به تنهایی عامل ایجاد این مقادیر زیاد آب در سطح زمین نبوده است. آب بیشتری به سیاره زمین از طریق برخورد شهاب سنگ هایی، که از خارج از کمربند شهاب سنگی منشا گرفته اند، آمده است. مقایسه ی نسبت ایزوتوپی آب در روی کره زمین و آب از شهاب سنگها نشان می دهد که اکثریت آب روی کره ی زمین از شهاب سنگ ها گرفته شده است.

در طول تاریخش، آب روی کره ی زمین بوسیله ی فرآیند های زیستی افزایش پیدا کرده است. در دریاهای اولیه ی کره ی زمین، هیدروژن سولفید بسیاری وجود داشته است که هنگامی که با دی اکسید کربن موجود در اتمسفر در جریان فتو سنتز در باکتری های احیا کننده ی سولفید واکنش داده، می توانسته هیدروژن، سولفور و آب تولید کند. بسیاری از زمین شناسان بر این باورند که بسیاری از آب روی کره ی زمین توسط این فرآیند بوجود آمده است.

با بازیافت حرارت خروجی دودکش‌های کارخانه‌های سیمان ۵۰۰ مگاوات برق تولید خواهد شد.

۶۹ کارخانه صنعت سیمان موجود در کشور با توجه به وجود ظرفیت تولید حدود ۸۰ میلیون تن سیمان، می‌توانند ازطریق حرارت خروجی دودکش‌ها سالانه ۵۰۰ مگاوات برق تولید کنند.

بر این اساس کارخانه‌های سیمان با توان تولید سالانه ۵۰۰ مگاوات برق قادر خواهند بود از طریق بازیافت، ۳۰ درصد برق مورد نیاز خود را تولید کنند.

کارخانه‌های سیمان درصورت تامین اعتبار می‌توانند با تولید برق به میزان مذکور، وابستگی خود به شبکه را کم کنند.

باتوجه به ۱۵۰۰ مگاوات تقاضای دیماندی که کارخانه‌های سیمان از وزارت نیرو خریداری کرده‌اند، می‌توان انتظار داشت که این صنعت بتواند پاسخگوی بخشی از نیاز خود به برق باشد.

بنا به مطالعات و اعلام سازمان بهره‌وری انرژی ایران (سابا)، صنعت سیمان در صورت فراهم شدن اعتبارات موردنیاز می‌تواند سالانه بالغ بر ۵۰۰ مگاوات برق تولید کند و تبعات زیست‌محیطی ناشی از عدم تولید مقدار مذکور برق در نیروگاه‌های کشور باعث عدم انتشار حدود ۲٫۵ میلیون تن گازهای آلاینده به محیط زیست در سال می‌شود.

آب سرد در نزدیکی سطح زمین به داخل نفوذ می کند همچنان که به منبع گرم زیر زمینی برخورد می کند ، داغ شده و به نقطه جوش می رسد با این وجود ، در نقطه جوش آب به بخار تبدیل نمی شود . علت این است که در عمق زمین فشار بسیار زیادی وجود دارد  . در آین شرایط ، آب به حالت فوق داغ است . آب به اندازه کافی داغ است تا به بخار تبدیل شود  بدلیل فشار بسیار زیاد زیر سطحی این امر میثر نمیشود . ولی در بعضی نقاط آب به اندازه کافی داغ می شود ، چنان چه فشار کاهش یابد ، بخار در روند تیدیل شدن از آب داغ منفجر می شود واین انفجار آبهای محسور ریز سطحی را بعنوان یک آبفشنان فوران می دهد.

شرایط لازم برای تشکیل آبفشان

آبفشان ها شرایط ویژه ای دارند وبه صورت غیر معمول اتفاق می افتد .به شکلی که قسمت اعظم آبفشان ها در سراسر جهان که در مجموع ۱۰۰ عدد هستند ، در پارک ملی یلو استون قرار دارند .

شرایط تشکیل یه آبفشان

سه عامل سنگ های داغ زیر پوسته ، منبع آب زیر زمینی وسیع و ایجاد شکاف هایی در زمین برای رسیدن آب به زمین از مهمترین شرایط تشکیل آبفشان هستند .

کانیهای موجود در آبفشانها

آب داغ آبفشانها ، محتوی مقدار زیادی مواد مختلف است که قسمت اعظم آن را سیلیس تشکیل می‌دهد. بدین ترتیب همیشه در اطراف آبفشان ، مقدار زیادی کانی دیده می‌شود و کانیهایی را که بدین ترتیب تشکیل می‌شود به نام گایسریت می‌خوانند

آبفشان های ایران

در ایران آبفشان دائمی وجود ندارد.جز یک مورد که آن هم به احتمال زیاد مدتی طولانی به فوران ادامه نمی دهد .

به دنبال استخراج سنگ معدن از معادن کوههای روستار قورویل خوی آب ، از محل برداشن سنگ معدن فوران میکند.جاری شدن اب از دامنه کوه ،ابشار زیبایی را در مسیر خود بوجود آورده و اهالی خوی را برای دیدن این منظره طبیعی بسوی خود جذب کرده است . میزان آب فوران شده که از محل استخراج معدن خوی، حدود ۵ اینچ براورده شده است .در ۷۰ متری پایین این چشمه فورانی نیز سه چشمه اب معدنی وجود دارد که آب با فشار زیاد از آن سر ریز شده و حالت آبفشان می گیرد .نوع دیگری از همین جریانات وجود دارد که بجای آب ، از دهانه گل خارج می شود در زیز گلفشان است .دلیل اصلی خروج گل ، وجود بخار آب فوران گل در بعضی موارد بسیار آرام است  ولی در پاره ای از حالات، خروج مواد بصورت فوران شدید است و مقدار زیادی لجن به هوا پرتاب می شود.  نمونه بسیار زیبایی از کل فشان در منطقه مکران سیستان و جود دارد . گفتنی است ؛ هم اکنون در منطقه سبلان در باره انرژی زمین گرمایی تحقیق میشود.

زیست توده ترجمه لغت انگلیسی بیوماس می­باشد که به کلیه اجزاء قابل تجزیه زیستی از محصولات، فاضلابها و زایدات کشاورزی (شامل مواد گیاهی و حیوانی)، صنایع جنگلی و سایر صنایع مرتبط، فاضلابها و زباله­های تجریه­پذیر زیستی شهری و صنعتی می باشد.

میدانیم که منشاء منابع فسیلی نیز منابع زیست توده میباشد ولی تفاوت آنها در این است که منابع فسیلی از منابع زیست توده که در گذشته بسیار دور زنده بودند و تحت شرایط فشار و دمای خاص حاصل شده­اند(دهها میلیون سال پیش).

انرژی بیوگاز

به مجموعه گاز هایی که در اثر تخمیر مواد آلی (فضولات انسانی، حیوانی و گیاهی) در یک دامنه دمای معین و در نبود اکسیژن و با کمک فعالیت باکتری های غیر هوازی خصوصاً باکتری های متان زا در محفظه تخمیر تولید می شود، بیوگاز گفته می شود.

این گاز به صورت طبیعی در باتلاق ها و مرداب ها و یا مکان های دفع زباله های شهری مشاهده می شود.

این گاز نوعی از سوخت نیز به حساب می آید دارای ۶۰ درصد متان و ۳۰ درصد دی اکسید کربن و ۱۰ درصد مخلوطی از هیدروژن، اکسیژن و منو اکسید کربن است ولی ترکیب اصلی بیوگاز، گاز متان است که این گاز در زمره گازهای قابل اشتغال محسوب می شود. متان، گازی است بی رنگ و بی بو .
در ایران قدمت استفاده از بیوگاز به سه قرن قبل بر می گردد. حتماً نام شیخ بهایی در اصفهان را شنیده اید، حمامی که تنها با یک شمع گرم می ماند و به علاوه آبگرم مورد نیاز شست و شو نیز از همین شمع تأمین می شد که متأسفانه این حمام اکنون وجود ندارد اما می توان احتمال داد که این حمام سوخت خود را از طریق بیوگاز تأمین می کرده است. اولین هاضم تولید متان به صورت نوین در سال ۱۳۵۴ در روستای نیاز آباد لرستان ساخته شد و در فاصله بین سال های ۱۳۶۱ تا ۱۳۶۵ تحقیقات گسترده ای در این زمینه صورت گرفت و سرانجام یک واحد بیو گاز در سال ۱۳۶۴ در یکی از روستاهای گرگان احداث گردید.

استفاده از بیوگاز در زندگی روزمره می‌تواند فایده‌های زیر را به دنبال داشته باشد:

شناخت بیشتر انرژی بیوگاز
** بیوگاز به عنوان یک منبع انرژی محلی و تجدید شونده
** بهبود وضعیت ایمنی صنعتی و خانگی، همچنین سودآور بودن آن
** بهبود وضعیت کیفیت هوا و کاهش بوهای نامطبوع
** کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای دشمن لایه ازون
** رشد اقتصادی و تضمین منبع انرژی
** جمع آوری مواد زاید و حیوانی در یک نقطه و جلوگیری از پراکندگی آنها در محیط اطراف
** استفاده از بیومس تولیدی به عنوان کود سالم و مطمئن در کشاورزی

کاربردهای انرژی بیو گاز

گاز حاصل از فرآیند تولید بیوگاز بی‌رنگ، بی‌بو و در حین سوختن بدون دود است. از انرژی بیوگاز در موارد گوناگونی استفاده می‌شود.

ایجاد حرارت: یک مترمکعب بیوگاز حدود ۶۵۰۰ ـ۵۲۰۰ کیلوکالری انرژی آزاد می‌کند و یک مترمکعب بیوگاز برای پخت ۳ وعده غذایی یک خانواده ۶ نفره کافی است.

سوخت مکمل برای موتورهای احتراق داخلی: بیوگاز می‌تواند به عنوان جایگزین مواد سوختی مانند بنزین و گازوئیل در موتورها به کار برود. در عملیاتی مانند کشیدن آب از چاه‌ها، در دستگاه‌های شالیکوبی، آسیاب‌ها و… می‌توان از این منابع انرژی در موتورها استفاده کرد.
تولید نیروی برق: از انرژی بیوگاز مانند اغلب انرژی‌ها می‌توان در تولید الکتریسیته استفاده کرد.
مواد اولیه صنایع شیمیایی: بیوگاز دارای حدود ۶۵ درصد متان و ۳۵ درصد دی‌اکسیدکربن است که این گازها می‌تواند به عنوان مواد اولیه در تولیدشناخت بیشتر انرژی بیوگازفرآورده‌های شیمیایی به کار رود.

فرآیند تولید گازهای زیستی
به طور خلاصه موضوع حیوانات در شرایط بی‌هوازی گازهایی با ترکیب اصلی که اصطلاحا بیوگاز نامیده می‌شود، تولید می‌کنند. این عمل را می‌توان در شرایط کنترل شده و در دستگاهی موسوم به دستگاه تخمیرکننده یا هاضمه انجام داد. در حال حاضر روش متداول در روستاهای کشور ما سوزاندن فضولات خشک شده است که البته با این عمل چیزی جز مقادیری خاکستر که فقط دارای مقداری املاح معدنی (فسفر، پتاس و…) است، به دست نمی‌آید و مقدار زیادی از نیتروژن و دیگر مواد مغذی آن از بین می‌رود. برای استفاده بهینه از انرژی بیوگاز، تاسیسات و تجهیزات خاصی لازم است.
به طور کلی سیستم‌های تولید بیوگاز دارای ۳ قسمت اصلی هستند که یا روی زمین یا زیرزمین بنا می‌شوند:
ـ حوضچه و کانال ورودی
ـ مخزن هضم‌کننده
ـ حوضچه و کانال خروجی
به طور کلی مواد آلی را در حوضچه ورودی به نسبت تقریبا مساوی با آب مخلوط می‌کنند تا رقیق شود، آن‌گاه این مواد را توسط لوله‌ای به مخزن تخمیر انتقال می‌دهند. در این مخزن با انجام فعل و انفعالات شیمیایی بی‌هوازی توسط مجموعه‌ای از باکتری‌ها عملیات تخمیر و تولید گاز متان انجام می‌گیرد و گاز حاصله از قسمت بالایی مخزن (انبازه گاز) جمع‌آوری شده و از آنجا به حوضچه و کانال خروجی منتقل می‌شود.

بقایای مواد آلی پس از تخمیر به عنوان کودی مرغوب در کشاورزی مورد استفاده قرار می‌گیرد. اولین مرحله ایجاد سیستم بیوگاز احداث مخزن است که برای این عمل باید مطالعات دقیقی روی شرایط خاک و سطح آب زیرزمینی انجام شود.

خط استوا گروم ترین منطقه زمین است.دمای این اب نسبتا بالا است و به ۲۶ درجه سانتی گراد می رسد.اگر در این مناطق به عمق دریا برویم (بیش از ۵۰۰ متر) دمای آب به ۴ درجه سانتی گراد می رسد.از این آب گرم دریا می توان برای تولید برق استفاده کرد.

برای این کار با استفاده از آب گرم یک مایع مانند امونیاک را که در دمای کم می جوشد گرم می کنند تا به گاز تبدیل شود. این گاز نیز توربین را به چرخش در می اورد و برق تولید می کند.

آب سرد اعماق دریا نیز گاز را به مایع تبدیل می کند و این فرآیند دوباره تکرار می شود.

جواب ها

الف -  یک روز گرم در زیر آفتاب : لباس روشن ، زیرا انرژی تابشی کمتری جذب می کند و اینگونه خنک تر می شویم .

ب – یک روز گرم در زیر سایه یا هوای ابری : لباس تیره ،  زیرا گرمای بیشتری به روش تابش از بدن ما منتشر می شود و اینگونه خنک تر میشویم.

پ – یک روز سرد و آفتابی :  لباس تیره ، زیرا انرژی تابشی بیشتری جذب می کند ، ودر این صورت گرمتر می شویم .

ت – یک روز سرد و ابری :  لباس روشن ، زیرا انرژی تابشی کمتری از بدنمان تابش می کند و با حفظ گرما ، باعث می شود گرما ی کمتری ازدست بدهیم

تجزیه ‌ی آب( H2O ) به اکسیژن و هیدروژن

 آن‌چه نیاز دارید

  • دو مداد(مداد HB معمولی مناسب است، اما2= HB بهتر است

 • شیشه‌ی خالی مربا( با گنجایشی حدود نیم لیتر)

  • قطعه‌ی مربع شکلی از کارتن به اندازه‌ای که دهانه‌ی شیشه را بپوشاند

  • نوار چسب

  • آب

  • باتری چراغ قوه

  • نمک

 آن‌چه باید انجام دهید

  دو انتهای مدادها را نوک تیز کنید. پیش از آن که به تیزکردن انتهای مدادها بپردازید، پاکن انتهای مداد و بخش فلزی آن را به طور کامل جدا کنید. شیشه‌ی مربا را تا زیر دهانه‌ی آن با آب پر کنید. چند قاشق چای‌خوری نمک به شیشه‌ی پر از آب بیفزایید. مربع کارتونی را به سر شیشه بچسبانید. به دقت، یکی از مدادها را از کارتن بگذرانید، به گونه‌ای که نوک مداد به طور کامل زیر آب باشد. نزدیک سه سانتی‌متر فاصله از مداد اول، همین کار را برای مداد دوم انجام دهید. مداد اول را از نوک گرافیتی‌اش به انتهای منفی باتری وصل کنید. یعنی، یک انتهای سیم را به دور نوک مداد بپیچید و انتهای دیگر را به انتهای منفی باتری. اکنون باید یک مداد به قطب منفی و مداد دیگر به قطب مثبت باتری وصل شده باشد. انتهای دیگر مدادها، که سیم به آن‌ها وصل نیست، باید در آب غوطه‌ور باشد. اکنون باید حباب‌هایی از نوک‌های غوطه‌ور در آب بیرون بزند.

  آن‌چه رخ می‌دهد

  شما در حقیقت یک پیل الکترولیز درست کرده‌اید. گرافیت مداد یک هادی جریان الکتریکی است. جریان الکتریکی از قطب منفی باتری به درون گرافیت جریان می‌یابد و از راه آب به قطب مثبت هدایت می‌شود. نوک گرافیتی را که به قطب مثبت وصل است، آندو نوک گرافیتی را که به قطب منفی وصل است، کاتدگویند. حباب‌هایی که پیرامون آند تشکیل می‌شوند، گاز اکسیژن(O ₂) هستند. حباب‌هایی که پیرامون کاتد تشکیل می‌شوند، گاز هیدروژن(H ₂) هستند. حباب‌ها نتیجه‌ی الکترولیز(برق‌کافت) هستند؛ یعنی، فرایندی که باعث تغییر شیمیایی در پیل الکترولیز می‌شود. در این جا، تغییر شیمیایی تولید گاز هیدروژن و اکسیژن از آب است. شما ممکن است متوجه شده باشید که پیرامون کاتد نسبت به آند حباب بیش‌تری جمع می‌شود. این حقیقت به این خاطر است که آب از دو اتم هیدروژن و یک اتم آب تشکیل شده است: H2O . بنابراین، در برابر هر مولکول گاز اکسیژن دو مولکول گاز هیدروژن خواهیم داشت.

 نکته‌هایی برای آموزگاران و خانواده

  آب درون شیشه نباید زیاد نمک داشته باشد. اگر آب بسیار غلیظ باشد، احتمال آن وجود دارد که گاز کلر تولید شود. افزودن فنول‌فتالین(ماده‌ای که در برخی ضد یبوست‌ها وجود دارد) به آب درون شیشه، باعث افزایش pH در نزدیکی کاتد می‌شود. از این رو، پیرامون کاتد قرمز می‌شود. با شیره‌ی کلم قرمز نیز می توان به این حقیقت پی‌برد. شیره‌ی کلم قرمز در محل کاتد، آبی و در محل آند، قرمز می‌شود. البته، مشاهده‌ی این رویداد دشوار است، زیرا رنگ ارغوانی تیره‌ی شیره‌ی کلم، تغییر رنگ را می‌پوشاند. اگر می‌خواهید حباب‌های بیش‌تری تشکیل شود، باتری‌های بیش‌تری اضافه کنید.

مواد رادیواکتیو از اتم های ناپایداری تشکیل می شوند که تجزیه می شوند و انرژی سطح بالایی به نام تابش رادیواکتیو را آزاد می کنند این اتمها نهایتا عناصر جدیدی را تشکیل می دهند.  

● دیدکلی:

مواد رادیواکتیو از اتم های ناپایداری تشکیل می شوند که تجزیه می شوند و انرژی سطح بالایی به نام تابش رادیواکتیو را آزاد می کنند این اتمها نهایتا عناصر جدیدی را تشکیل می دهند. سه نوع تابش رادیواکتیو وجود دارد که ذرات آلفا ، ذرات بتا ، و پرتوهای گاما خوانده می شوند.

● اطلاعات اولیه

▪ پرتو آلفا (دو پروتون و دو نوترون):

جرم چهار واحد اتمی (a.m.u)

▪ بارالکتریکی مثبت در پرتو بتا (الکترونهای سریع): جرم ناچیز و بارالکتریکی منفی یک

▪ پرتو گاما (موج الکترومغناطیسی): بدون جرم و بدون بار (مثلا انرژی خالص)

▪ تاریخچه:

حدود اواخر قرن نوزدهم اکثر دانشمندان بر این عقیده بودند که تمام مسائل عمده فیزیک حل شده اند ، به غیر از چند مورد جزئی برای قطعیت دادن به برخی نظریه های ضروری بود. در سال ۱۸۹۵ ، رزتگن اشعه ایکس را کشف کرد. این اشعه نخست در معاینات پزشکی به کار رفت و بعدها برای بررسی ساختمان اساسی مواد مورد استفاده قرار گرفت چند ماه بعد ماری کوری این پدیده جدید را رادیو اکتیو نامید. او و شورش پی یر کوری ، همچنین پولونیم (po ، فلز ضعیف) و رادیم (Ra ، فلز قلیایی خاکی) را کشف کردند. ماری کوری نخستین کسی بود که از اصطلاح «رادیواکتیو» برای موادی که فعالیت الکترومغناطی قابل توجه دارند استفاده کرد. خاصیت رادیواکتیویته این دو عنصر جدید از اورانیم بیشتر بود.

● سیر تحولی و رشد:

ماری کوری تحقیق خود را با جستجوی کاربردهای پزشکی رادیواکتیو ادامه داد. و قدرت تشعشع ترکیبات اورانیم را اندازه گرفت و تحقیق خود را به عناصر دیگر از جمله توریم ، گسترش داد.

در سال ۱۹۳۴ میلادی زوج ژولیو- کوری رادیواکتیویته مصنوعی را کشف کرد.

ماری کوری پی یر کوری همراه با فیزیکدان فرانسوی هانری بکرل (۱۹۰۸-۱۸۵۲ م) مدل دیوی انجمن سلطنتی انگلستان و جایزه نوبل را در فیزیک برای کشف رادیواکتیو دریافت دریافت می کنند. پی یر کوری کشف می کند که رادیم Ra خود بخود حرارت آزاد می کند. این خاصیت نمود ثبت شده از انرژی اتمی به شکل گرماست.

در سال ۱۹۱۰ میلادی در کنفرانس بروکسل در مورد رادیواکتیویته ، واحد رادیواکتیویته به افتخار او کوری نامیده شد. در مورد کشف رادیواکتیویته توسط هانری بکرل باید بگوییم که در سال ۱۸۹۶ میلادی ، بکرل در جستجوی شواهدی بود که ثابت کند مواد شیمیایی که نور طبیعی فلوئورسان هستند از خود پرتو ساطع می کنند.

او یک نمونه سولفات پتاسیم اورانیم را برداشت و آن را همراه با یک صفحه عکاسی در کاغذ سیاه پیچید. از آنجا که روزی ابری بود. نمونه بکرل خاصیت فلوئورسانی را از خود نشان نمی داد. او آن را درکشویی در آزمایشگاه خود گذاشت و به آزمایشهای خود در مورد لامپهای اشعه کاتدی ادامه داد. چند روز بعد ، دریافت که نمونه تصویری را بر روی صفحه عکاسی ایجاد کرده است. این نشان می داد که ماده مذکور شکلی از تشعشع را که بعدا ماری کوری آن را رادیواکتیویته نامید ، از خود ساطع کرده است.۱۹۲۲ میلادی نیلز بور نظریه طیفهای ساختار اتمی را منتشر کرد و در ۱۹۲۷ میلادی اصل مکمل بودن را تنظیم می کند که رفتار پیچیده رادیواکتیویته را توصیف می کند.

ارنست رادرفورد فیزیکدان بریتانی نیوزلندی الاصل (۱۸۷۱-۱۹۳۷) بر روی رادیواکتیویته و ماهیت ذرات آلفا (دارای بار مثبت) تحقیق کرد و متوجه شد که بار مثبت اتم در مرکز آن و در هسته ای ریز و متراکم متمرکز است. در سال ۱۹۳۰ میلادی رادرفورد تشعشعات مواد رادیواکتیو را منتشر کرد.

● تابشهای رادیواکتیو:

چنان که گفته شد سه نوع تابش رادیواکتیو وجود دارد که ذرات آلفا از چهار ذره اتمی ، یعنی دو پروتون و دو نوترون تشکیل می شوند. این ذرات ضعیفترین نوع تابش رادیواکتیو هستند. و بار الکتریکی مثبت دارند. مسیر آنها را می توان با صفحه کاغذ مسدود کرد. ذرات بتا قدرتمند و از ذرات اتمی که الکترون خوانده می شوند و بار منفی دارند تشکیل می شوند. این کاغذ عبور می کند ولی آلومینیوم آن را مسدود می کند. پرتوهای گاما از همه قدرتمند ترند. آنها امواج الکترومغناطیسی اند و فاقد بارالکتریکی می باشند. اما پرتوهای گاما را فقط لایه ضخیمی از سرب متوقف می سازد. خروجی یا تابش رادیواکتیو می تواند وارد بافتهای زنده شود و به آنها صدمه بزند. بنابراین اطراف آن باید کنترل شود. این تابش را با وسیله ای به نام شمارنده گایگر - مولر ، که نام آن از مخترعانش اقتباس شده است ، می توان اندازه گرفت. وقتی تابش رادیواکتیو وارد این شمارنده می شود ، گاز موجود در آن حامل الکتریسیته می شود. مقدار بار را می توان روی صفحه ای قرائت کرد یا از طریق یک بلند گو به صورت صداهای تیک تیک خاصی شنید.

▪ نیمه عمر:

نیمه عمر یک ماده زمانی است که طول می کشد تا خاصیت رادیواکتیویته آن به نصف کاهش یابد. مثلا نیمه عمر کربن ۱۴ (شکل خاصی از عنصر کربن) ۵۶۰۰ سال است. یعنی ۵۶۰۰ سال طول می کشد تا نصف اتم های رادیواکتیو کربن دچار فروپاشی شوند ، یا یک گرم از اتم های رادیواکتیو به نیم گرم تقلیل یابد. ۵۶۰۰ سال دیگر طول می کشد که همین مقدار نیز به نصف برسد و به همین ترتیب.

نیمه عمر عناصر مختلف از چند ثانیه تا میلیونها سال متغیر است. فروپاشی شبکه ای زباله های اتمی زیان بخش حاصل از نیروگاههای هسته ای میلیونها سال طول می کشد. و همه موجودات زنده روی زمین حاوی مقدار معینی کربن ۱۴ (کربن رادیواکتیو) هستند که با تبادل مداوم گازهای اکسیژن و دی اکسید کربن بین موجودات زنده و جو زمین تشکیل می شود. وقتی یک گیاه یا حیوان می میرد ، این تبادل متوقف می شود و کربن ۱۴ شروع به فروپاشی می کند.

دانشمندان می دانند که نیمه عمر این کربن ۵۶۰۰ سال است. بنابراین پس از این مدت جسم مرده دقیقا نصف تشعشع رادیواکتیو زمان زندگی خود را ساطع می کند. این فروپاشی با آهنگ ثابتی انجام می شود و در نتیجه این امکان وجود دارد که با اندازه گیری میزان تابش زمان مرگ موجود مورد نظر را دریافت. باستانشناسان از عمر بعضی کربن برای یافتن تاریخ مومیایی های مصر باستان استفاده کرده اند.

از دیدگاه نظری ، همه مواد رادیواکتیو نهایتا به سرب تبدیل می شوند ، هسته اتم سرب پایدار است و بنابراین خاصیت رادیواکتیو ندارد.اما این امر به طور تجربی اثبات نشده است. زیرا نیمه عمر بعضی از عناصر بیش از عمر انسانهاست.

▪ عناصر متداول و نیمه آنها:

ـ اورانیم ۲۳۸ نیمه عمر آن ۵ میلیارد سال

ـ اورانیم ۲۳۵ نیمه عمر آن۷۰۰ میلیون سال

ـ پلوتونیم۲۳۹ نیمه عمر آن ۲۴۰۰۰سال

ـ کربن ۱۴ نیمه عمر آن ۵۶۰۰ سال

ـ ید۱۳۱ نیمه عمر آن ۸ روز

ـ طلای ۱۹۸ نیمه عمر آن ۳ روز

ـ سدیم ۲۴ نیمه عمر آن ۱۵ ساعت

ـ فلوئور ۱۷ نیمه عمر آن ۱ دقیقه

ـ پولونیم ۲۱۴ نیمه عمر آن۰۰۰۰۰۰۰۳/۰ ثانیه

ـ سرب پایدار(بدون نیمه عمر)

▪ کاربردها:

بسیاری از ایزوتوپها رادیواکتیو هستند یعنی ذرات با فرکانس بالا را از هسته (مرکز) اتمهای خود ساطع می کنند. از آنها می توان برای دنبال کردن مسیر مواد متحرکی که از دید پنهان هستند ، مانند جریان خون در بدن یک بیمار در بیمارستان ، استفاده کرد.

▪ در جریان خون:

مقدار کمی از یک ایزوتوپ رادیواکتیو به درون جریان خون بیمار تزریق می شود. سپس مسیر آن توسط آشکار سازهای خاصی که فعالیت رادیواکتیویته را مشخص می کنند دنبال می شود. این اطلاعات به یک کامپیوتر داده می شود که صفحه آن هرگونه اختلالی مانند انعقاد خون در رگها را نشان می دهد. با استفاده از روشی مشابه ، می توان از ایزوتوپها برای مطالعه جریان مایعات در تاسیسات شیمیایی نیز استفاده کرد.

▪ در فرسودگی ماشین آلات:

آهنگ فرسودگی ماشین آلات صنعتی را نیز می توان با استفاده از ایزوتوپها اندازه گرفت. مقادیر اندکی از ایزوتوپها رادیواکتیو به بخشهای فلزی ماشین آلات ، مانند یاتاقانها و رینگ پیسونها اضافه می شود. سپس سرعت فرسودگی با اندازه گرفتن رادیواکتیویته روغنی که برای روغنکاری این بخشها به کار رفته است محاسبه می شود.

● اندازه گیری رادیو اکتیویته

خروجی یا تابش رادیواکتیو می تواند وارد بافتهای زنده شود و به آنها صدمه بند ، بنابراین اطراف آن باید کنترل شود . این تابش را با وسیله ای به نام شمارنده گایگر ـمولر ، که نام آن از مخترعانش اقتباس شده است ، می توان اندازه گرفت وقتی تابش رادیو اکتیو وارد این شمارنده می شود ، گاز موجود در آن حامل الکتریسیته می شود . مقدار بار را می توان روی صفحه ای قرائت کرد ، یا از طریق یک بلندگو به صورت صداهای تیک تیک خاصی شنید
 

اثرهای ساده الکتریکی و مغناطیسی را از زمانهای قدیم می‌شناختند. حدود ۶۰۰ سال قبل از میلاد یونانیان می‌دانستند که آهنربا آهن را جذب می‌کند و کهربای مالیده به لباس چیزهای سبک مانند کاه را بسوی خود می‌کشد. با وجود این اختلاف بین جذبهای الکتریکی و مغناطیسی تعیین نشده بود و این پدیده‌ها را از یک نوع در نظر می‌گرفتند.

خط فاصل روشن بین این دو پدیده را گیلبرت (W. Gilbert) ، فیزیکدان و طبیعت شناس انگلیسی پیدا کرد. و نیز او کتابی درباره آهنربا ، “اجسام آهنربایی” و “زمین به عنوان آهنربای بزرگ” در سال ۱۶۰۰ منتشر کرد. کار وی شروع بررسی در پدیده‌های الکتریکی را نشان می‌دهد. گیلبرت در این کتاب همه خواص آهنرباهای شناخته شده تا آن زمان را تشریح کرده و نتایج آزمایشهای خیلی مهم ، شخص خود را نیز آورده است. همچنین وی شماری از تفاوتهای اساسی بین جذبهای الکتریکی و مغناطیسی را مشخص نموده و اصطلاح “الکتریسیته“ را وضع کرده است.

● سیر تحولی و رشد

▪ بعد از انتشار کارهای گیلبرت ، تمایز بین پدیده‌های الکتریکی و مغناطیسی مسلم شد، اما به رغم اینکه اختلافها شماری از واقعیتها ارتباط ناگسستنی بین این پدیده‌ها را پدیدار ساخت. برجسته‌ترین این واقعیتها مغناطیس اشیای آهنی و وارونی عقربه قطب نما بر اثر آذرخش بودند.

▪ آراگو (D. F. Arago) ، فیزیکدان فرانسوی در کتاب خود به نام “تندر و آذرخش” ، شرح می‌دهد که چگونه در ژوییه سال ۱۶۸۱، در کشتی راین (reine) واقع در دریای آزاد حدود صدها مایل از ساحل بر اثر آذرخش دکلها ، بادبانها و غیره بطور جدی صدمه دیدند. وقتی که شب فرا رسید، از روی وضع ستارگان دریافت که از سه قطب نمای در دسترس دو تا بجای شمال به سمت جنوب ایستاده بودند، در حالی که یکی از آنها به سمت شمال بود، آراگو همچنین شرح می‌دهد که هرگاه آذرخش به خانه بخورد، کارد ، چنگال و سایر اشیای آهنی را به شدت آهنربا می‌کند.

▪ در آغاز قرن هجدهم ثابت شد که آذرخش در واقع جریان الکتریکی شدیدی است که از هوا می‌گذرد. بنابراین به این نتیجه می‌رسیم که جریان الکتریکی خواص مغناطیسی دارد، اما این خواص جریان فقط در سال ۱۸۲۰ توسط اورستد (H. Oersted) فیزیکدان دانمارکی با آزمایش مشاهده و بررسی شد. همانطوری که نیروهای مؤثر بر بارهای الکتریکی نیروهای الکتریکی نام دارد، نیروهای مؤثر بر آهنرباهای طبیعی یا مصنوعی را نیروهای مغناطیسی می‌گویند.

● منشأ میدان مغناطیسی

اگر در فضا نیروهای الکتریکی حاکم باشد و بر ذرات باردار نیروی الکتریکی وارد کند، می‌گوییم در این فضا میدان الکتریکی وجود دارد. از این رو آزمایش نشان می‌دهد که در فضای اطراف جریان الکتریکی ، نیروهای مغناطیسی ظاهر می‌شود، یعنی میدان مغناطیسی بوجود می‌آید.

● اولین سوال اورستد

آیا ماده سیم روی میدان مغناطیسی بوجود آمده از جریان اثر دارد یا نه؟ اورستد دریافت که سیمهای اتصال را می‌توان از چند سیم یا نوار باریک مختلف درست کرد و جنس فلز در نتیجه اثر نمی‌گذارد (احتمالا اگر بزرگ باشد اثر می‌گذارد). چون فلزات مختلف ، مقاومتهای الکتریکی متفاوتی دارند، اگر به باتری وصل شود، می توانند جریانهای متفاوت داشته باشند و در نتیجه اثر مغناطیسی این جریانها متفاوت خواهد بود.اما باید بخاطر داشت که آزمایش اورستد پیش از وضع قانون اهم و دستیابی به مفهوم بستگی مقاومت رساناها به جنس ماده تشکیل دهنده آنها انجام گرفته است. اگر آزمایش اورستد با سیمهای پلاتین ، طلا ، نقره ، برنج ، و آهن یا نوارهای روی و قلع یا جیوه انجام گیرد، همین نتیجه اخیر بدست می‌آید. اورستد آزمایشاتش را با فلز ، یعنی رساناهایی با رسانش الکترونی ، انجام داد.

● اثر مغناطیسی جریان الکترولیتی

اگر در آزمایش اورستد فلز رسانا را با لوله دارای الکترولیت یا لوله‌ای که داخل آن تخلیه الکتریکی صورت می‌گیرد، استفاده شود. هر چند در این حالتها جریان الکتریکی از حرکت یونهای مثبت و منفی ناشی می‌شوند، ولی اثر آنها روی عقربه مغناطیسی با اثر رسانای فلزی یکسان است. بدون توجه به رسانای حامل جریان ، در فضای اطراف آن میدان مغناطیسی بوجود می‌آید. از اینرو می‌توان گفت که در اطراف هر جریانی میدان مغناطیسی ظاهر می‌شود. این خاصیت اصلی جریان الکتریکی در اثرهای حرارتی و شیمیایی جریان الکتریکی نقش بازی می‌کند.

● اثر مغناطیسی جریان و خواص الکتریکی رسانا

ایجاد میدان مغناطیسی معمولترین خاصیت از سه خاصیت جریان الکتریکی است. جریان الکتریکی فقط در یک نوع رسانا (الکترولیتها) اثر شیمیایی بوجود می‌آورد، نه در دیگران (فلزات). مقدار جریان آزاد شده توسط جریان ، بسته به مقاومت رسانا ، می‌تواند بیشتر یا کمتر باشد. در ابر رساناها ممکن است همراه جریان ، گرما آزاد می شود. از طرفی دیگر میدان مغناطیسی با جریان الکتریکی پیوندی جدایی ناپذیر دارد. این میدان به خواص مشخصی از رسانا بستگی ندارد و فقط شدت و جهت جریان آن را تعیین می‌کند. بیشترین کاربردهای صنعتی الکتریسیته نیز بوجود میدان مغناطیسی جریان وابسته می‌باشند.

حدود ۶۶ میلیون سال پیش، پس از برخورد شهاب‌سنگی بزرگ به زمین بسیاری از جانداران موجود روی زمین منقرض شدند که از آنها می‌توان به همه انواع دایناسورهای غیرپرنده، خزندگان دریایی نظیرموساسورها و نیز برخی گونه‌های پرنده همچون پتروسورها اشاره کرد، اما نکته مهم اینجاست که تاثیرات ناشی از این برخورد بزرگ بر همه زیست بوم‌ها یکسان نبود.

 برای نمونه بسیاری از گونه های دریایی منقرض شدند، حال آن که این میزان در میان گونه های آبزی موجود در آب های شیرین بسیار کمتر بود. برخی مطالعات نشان می دهد که سه چهارم گونه های گیاهی و جانوری روی خشکی در برخورد شهاب سنگی بزرگ به زمین منقرض شدند، اما این میزان در زیست بوم دریایی حدود ۵۰ درصد و در زیست بوم آب های شیرین بین ۱۰ تا ۲۲ درصد بود. برای نمونه حدود ۱۰ درصد از گروه های اصلی ماهیان استخوان دار منقرض شدند، حال آن که هر شش گروه اصلی لاک پشت ها از انقراض جان سالم به در بردند.

دانشمندان برای درک دلیل این تفاوت فاحش، به بررسی دو دوره مختلف بعد از برخورد شهاب سنگ پرداختند؛ دوره اول که کوتاه تر بود، دمای هوا پس از برخورد بشدت افزایش یافت، اما دوره دوم به خاطر سرمای شدیدی که به خاطر به وجود آمدن گرد و غبار شدید و در نتیجه مسدود شدن مسیر نور خورشید شکل گرفته بود، ایجاد شد.

نرسیدن نور خورشید و کاهش چشمگیر دما، سبب ایجاد سه تغییر مختلف در زندگی موجودات زیست بوم های دریایی و آب شیرین شد. نخست آن که به خاطر امکان پذیر نبودن پدیده فتوسنتز، زنجیره غذایی این موجودات از هم پاشید. کاهش حجم اکسیژن محلول در آب و نیز کاهش دما، دومین و سومین تغییر ایجاد شده بود، اما پژوهشگران در این پژوهش دریافتند که موجودات حاضر در زیست بوم های آب شیرین به چند دلیل از این مشکلات تاثیر کمتری را متحمل شدند. پیش از این مشخص شده بود که پس از برخورد شهاب سنگ به زمین، نور خورشید تا چند ماه به زمین نرسید. این مساله برای بسیاری از گیاهان و میکروارگانیزم ها که فتوسنتز انجام می دادند، مرگبار بود. بررسی ها نشان داده که همه موجوداتی که وزنی کمتر از ۱۰۰ گرم و طولی کمتر از ۱۰ سانتی متر داشتند، بین سه تا شش ماه پس از برخورد شهاب سنگ و به خاطر نرسیدن نور خورشید تلف شدند، اما در این میان یک استثنا هم وجود داشت و آن هم گونه هایی بود که به خاطر زندگی در محیط هایی با شرایط سخت و سرمای زیاد، خود را با این شرایط دشوار انطباق داده بودند.

برای نمونه اجداد پستانداران کنونی، فقط به این دلیل که هنگام برخورد شهاب سنگ و گرمای شدید ناشی از آن و نیز دوره سرمای شدید، در میان غارها و شکاف های عمیق زندگی می کردند، از این حادثه جان سالم به در بردند. این امر شباهت زیادی به سازگاری بسیاری از گونه های جانداری که در دریاچه ها یا رودهای سرزمین هایی با ارتفاع زیاد زندگی می کردند، با شرایط سخت محیط خود دارند. این موجودات می توانند در آب با دمای بسیار پایین و روزها و هفته ها تاریکی به زندگی خود ادامه دهند.

در نهایت این که پس از کاهش شدید دما پس از برخورد شهاب سنگ بزرگ، دمای آب در زیست بوم های آب شیرین تا حدی از این تغییر مصون ماند. شاید اصلی ترین دلیل این امر، تامین آب این زیست بوم ها از منابع آبی زیرزمینی باشد که دمای آنها مستقل از دمای سطح زمین است.

حلال جزء مهمی از محلول است.  
  
حلال جزء مهمی از محلول است. حلال ها مواد شیمیایی هستند که مواد دیگر را در خود حل می کنند. حلال ها به طور کلی به دو دسته حلال های قطبی و حلال های غیر قطبی تقسیم می شوند. در حلال قطبی، ذرات تشکیل دهنده حلال قطبی بوده و یکدیگر را با نیروی جاذبه ی الکتروستاتیکی جذب می نمایند.

مهمترین حلال قطبی آب می باشد. انواع اسیدها مانند سولفوریک اسید H۲SO۴ و هیدروزن فلوئورید HF ، نیز در این دسته قرار می گیرند.

در حلال های غیر قطبی ، ذرات حلال غیرقطبی بوده و بنابراین تنها نیروی جاذبه ی ضعیف واندروالسی بین ذرات وجود دارد، به همین دلیل این حلال ها اغلب، دارای نقطه ی جوش بسیار پایین بوده و فرار هستند.

حلال های آلی نسبت به حلال های غیر آلی یا حلال های معدنی، قطبیت کمتری دارند و درنتیجه معمولا" این دسته از حلالها ، مواد غیر قطبی را بهتر در خود حل می کنند. چند حلال در زیر آمده است. حلالها موقعی مفید هستند که مایع باشند به عنوان مثال آب در محدوده ی ۰ تا ۱۰۰ درجه سانتیگراد مایع می باشد، پس تنها در این محدوده دمایی می توانند به عنوان حلال مورد استفاده قرار گیرند. هنگامی موادی که قرار است حل شوند، در دماهای پایین تر یا بالاتر قرار داشته باشند باید از حلالهای دیگر استفاده نمود. محدوده مایع بودن برخی حلالها در زیر آمده است:

۱) متانولCH۳OH که خواصی شبیه آب را دارد.

۲) اتانول CH۳-CH۲OH

۳) پروپانون CH۳-CH۲-HC=O

۴) پروپانول CH۳-CH۲-CH۲OH

۵) بوتانول CH۳-CH۲-CH۲-CH۲OH

۶) اتیل استات C۴H۸O۲

۷) اتوکسی اتان C۴H۱۰O

۸) تولوئن C۷H۸

۹) بنزن C۶H۶

۱۰) کربن تتراکلرید CCl۴

۱۱) سیکلوهگزان C۶H۱۲

۱۲) دی متیل فرم آمید با نام اختصاری DMF و فرمول HC(O)N(CH۳)۲ محدوده مایع بودن بین ۶۱- تا ۱۵۳ درجه سانتیگراد می باشد.

۱۳) تترا هیدرو فوران با نام اختصاری THF و فرمول CH۸O که به شکل یه حلقه ی پنج ضلعی است که در یکی از گوشه هایش اتم اکسیژن قرار گرفته است. محدوده مایع بودن بین ۶۵- تا ۶۶ درجه سانتیگراد می باشد.

۱۴) دی متیل سولفوکسید با نام اختصاری DMSO و فرمول (CH۳)۲SO محدوده مایع بودن بین ۱۸ تا ۱۸۹ درجه سانتیگراد می باشد.

۱۵) هگزا متیل فسفر آمید با نام اختصاری HMP و فرمول OP[N(CH۳)۲]

۱۶) استونیتریل CH۳CN محدوده مایع بودن بین ۴۵- تا ۸۲ درجه سانتیگراد می باشد.

۱۷) نیترومتان CH۳NO۲ محدوده مایع بودن بین ۲۹- تا ۱۰۱ درجه سانتیگراد می باشد.

۱۸) دی کلرومتان CH۲Cl۲ محدوده مایع بودن بین ۹۷- تا ۴۰ درجه سانتیگراد می باشد.

۱۹) سولفولان C۴H۸SO۲ (یک حلقه ی پنج ضلعی است که SO۲ یک گوشه و چهار CH۲ گوشه های دیگر را تشکیل داده اند. محدوده مایع بودن بین ۲۸ تا ۲۸۵ درجه سانتیگراد می باشد.

۲۰) پروپان-۱و۲-دیول کربنات C۴H۶O۳ . یک حلقه ی پنج ضلعی که C=O یک گوشه و دو تا o نیز دو گوشه ، CH۲ یک گوشه و H۳CH گوشه دیگر را تشکیل می دهند. این حلال از ۴۹- تا ۲۴۲ درجه سانتیگراد مایع می باشد.

طبق یک اصل کلی، مواد قطبی در حلال های قطبی و مواد غیرقطبی در حلال های غیر قطبی حل می شوند.

حلال های آلی دسته ی بسیار مهمی از حلال ها را تشکیل می دهند که در زندگی کاربردهای بسیاری دارند. به عنوان مثال، حلال ادکلن ها، انواع اسپری ها، چسب ها و ... انواع الکلها و دیگر حلال های آلی را تشکیل می دهند. چند حلال بسیار مهم صنعتی عبارتند از:

دی متیل فرم آمید با نام اختصاری DMF و فرمول HC(O)N(CH۳)۲

تترا هیدرو فوران با نام اختصاری THF و فرمول CH۸O که به شکل یه حلقه ی پنج ضلعی است که در یکی از گوشه هایش اتم اکسیژن قرار گرفته است.

دی متیل سولفوکسید با نام اختصاری DMSO و فرمول (CH۳۲SO )

بیان شد که الکلها دسته ی بسیار مهمی از حلال های صنعتی را تشکیل می دهند. میان ذرات حلال در الکلها، پیوند های هیدروزنی می باشد، اما یک سر الکلها، سر آلی و غیرقطبی آنها می باشد درنتیجه این حلالها می توانند هم مواد غیرقطبی را با سر غیرقطبی در خود حل کنند و هم مواد یکه می توانند با آن پیوند هیدروزنی برقرار نمایند، مانند آب.

میان ذرات حلال غیرقطبی، فقط نیروهای واندروالس وجود دارند. میان ذرات ماده ی حل شده غیر قطبی نیز فقط نیروهای واندروالس وجود دارند. بنابراین تمام ذرات موجود در محلول، فقط تحت تاثیر این نیرو هستند و امکان تشکیل محلول وجود دارد.

یک مثال حلال های غیر قطبی، هیدروکربنهای سیر شده خطی مانند هگزان است. موم که یک ماده ی غیرقطبی است در هگزان حل خواهد شد.

البته تمام اجسام غیرقطبی در یکدیگر حل نمی شوند. حال متداولترین نوع محلول یعنی، یک جامد حل شده در یک مایع را در نظر می گیریم. انحلال پذیری یک جامد غیرقطبی در یک مایع غیرقطبی به دو عامل بستگی دارد: دمای ذوب و آنتالپی ذوب آن. وقتی این جامد حل می شود، محلول مایع به دست می آید. جامد تغییر فاز می دهد. جامدهایی که دمای ذوب و انتالپی ذوبشان بالاست، انحلال پذیری بیشتری نشان می دهند. این تفاوت به علت نیروهای جاذبه قویتر در بلورهای اجسامی است که دمای ذوب بالا دارند. در جریان حل شدن باید بر این نیروها فایق آمد.

برخی از حلال ها مانند کربن تتراکلرید CCl۴ کلروفرم CHCl۳ به شدت سمی می باشد. همچنین کار با اسیدها مهارت و تدابیر خاص می طلبد.

اثرات زیان اور حلال های آلی در محیط های کوچک خود را نشان می دهد ، زیرا حلال های آلی به مراتب بسیار فرار بوده و درنتیجه به دیلی سمی بودن ، هم برای انسان و هم موجودات زنده دیگر زیان دارد.

یکی از مهارتهای کار با حلال ها این است که حلال های بی خطرتر پیدا کنیم: اغلب در آزمایشگاه ها، باید سعی کنیم که استفاده از حلال های سمی برای حل کردن موادی که در واکنش شیمیایی به کار برده می شوند، را حذف نماییم.

بسیاری از حلال ها که در مقادیر زیاد در صنعت به کار برده می شوند برای سلامت انسان مضر هستند یا می توانند خطرات دیگری مانند آتش سوزی و انفجار به وجود آورند. حلال هایی که به طور گسترده استفاده می شوند و برای سلامت انسان مضر باشند شامل تتراکلرید کربن، کلروفورم، و پرکلورواتیلین هستند

ماده جدید، Carbyne نام دارد و شامل زنجیره ای از اتم های کربن است که توسط پیوندهای دو گانه یا سه گانه اتمی به یکدیگر متصل شده اند.

وجود این ماده، نخستین بار در قرن نوزدهم میلادی مطرح شد و پس از آن در گرد و غبار بین ستاره‌یی کشف شد و مقادیر بسیار کم آن در آزمایش‌ها تولید شد.

به گفته محققان دانشگاه رایس، بر خلاف ورق های تک اتمی گرافن دارای ابتدا و انتها یا نانولوله های توخالی دارای درون و بیرون، Carbyne یک ماده تک بعدی است.

این ماده از سختی کششی دو برابری نسبت به گرافن و نانولوله های کربنی و سه برابری نسبت به الماس برخودار بوده و از قابلیت تبدیل شدن به نیمه رسانا مغناطیسی برخودار است.

از ماده بسیار مقاوم جدید Carbyne می توان در سیستم های نانومکانیکی و حسگرها و همچنین به عنوان مواد سبک و قوی برای برنامه های کاربردی مکانیکی و ذخیره سازی انرژی استفاده کرد.

نتایج این دستاورد در مجله ACS Nano منتشر شده است

شاید تا به حال، هنگام نوشیدن جرعه هی خنک آب، این سئوال از ذهنتان گذشته باشد که به  در این مایع حیات بخش چه اسراری نهفته H۲O است که در درس شیمی مدرسه می خواندیم، یا اینکه ویژگی هی ناشناخته بسیاری در این اکسیر حیات پنهان است؟ البته اگر پژوهش هی انجام شده در مورد آب را به طور جدی دنبال می کنید، احتمالاً نام ماسارو اموتو (Masaru Emoto) را هم شنیده اید. اموتو با پژوهش هی خود نشان داد که آب نسبت به احساسات و ادراکات محیط پیرامون خود واکنش نشان می دهد. به عنوان مثال، وی نشان داد که بلورهی یخ حاصل از ظرف آبی که یک راهب ذن آن را تقدیس کرده است، بسیار زیباتر از بلورهایی هستند که تحت تاثیر احساسات منفی بوده اند. اموتو در کتاب پرفروش خود جزئیات تحقیقاتش را به طور کامل شرح می دهد. (در سال گذشته حتی فیلمی هم به نام What the Bleep بر مبنی این کتاب ساخته شد.)
البته بسیاری از دانشمندان نسبت به دستاوردهی اموتو با دیده تردید می نگرند زیرا یافته هی اموتو درباره آب، چندان از روش متعارف علمی تبعیت نمی کند چراکه این نتایج عموماً دست چین شده بوده و در شرایطی غیرقابل تکرار انجام شده اند. اما اگرچه دستاوردهی اموتو به لحاظ علمی چندان جدی گرفته نشده است ولی آخرین یافته هی دقیق علمی در مورد این مایع حیات بخش، نتایجی به همان اندازه شگفت انگیز در پی داشته است.
اکنون بر اساس دستاوردهی علمی چنین به نظر می رسد که تاثیر آب بر روی ارگانیسم هی زنده، تاثیری فراتر از فرآیندهی شیمیایی صرف باشد. در واقع باید گفت که دو عامل آب و حیات از درون و در عمیق ترین فرآیند کیهان با همدیگر در ارتباط هستند و این ایده حتی از عجیب ترین دیدگاه هی شرقی نسبت به حیات هم شگفت انگیزتر است.
البته پیش از دستاوردهی اخیر دنیی علم در مورد آب، باز هم در یک نگاه می شد دریافت که تمامی دانشمندان اذعان دارند که این ماده ویژگی هی عجیبی دارد که آن را بری حیات ضروری کرده است. به عنوان مثال، این واقعیت که آب جامد - یعنی یخ - برخلاف سایر مواد، نسبت به فاز مایع خود چگالی کم تری دارد، از انجماد اقیانوس ها و محو شدن حیات در زمین جلوگیری کرده است. همین طور مقاومت بالی آب در برابر تغییرات دما، نقش مؤثری در متعادل کردن نوسان هی دمایی آب و هوی کره زمین داشته و همین امر به ارگانیسم هی زنده فرصت لازم را بری تطبیق خود با شرایط محیطی داده است.
اما پژوهش هی اخیر نشان می دهد که فرمول شیمیایی ساده آب، همان عاملی است که اغلب دانشمندان را در شناخت نکات ظریفی که در پشت ویژگی هی شگفت انگیز این اکسیر حیات وجود دارد، دچار اشتباه کرده است. در واقع باید توجه داشت که نکته کلیدی در مورد بسیاری از ویژگی هی آب، پیوند شیمیایی بین اتم اکسیژن با دو اتم هیدروژنی که این مولکول را تشکیل می دهند، نیست بلکه نکته کلیدی در پیوند بین اتم هی هیدروژن در مولکول هی مختلف آب با همدیگر است. این پیوندهی هیدروژنی حداقل ۱۰ مرتبه از یک پیوند شیمیایی معمولی ضعیف ترند و این بدان معنی است که اگرچه این پیوندها قادرند مولکول هی آب را به همدیگر اتصال دهند، اما در عین حال به راحتی هم در دمی اتاق شکسته می شوند.
بنابراین یک قطره آب در واقع دریایی پرتلاطم از مبارزه میان نظم و بی نظمی است که در آن ساختارها به طور مستمر شکل گرفته و از بین می روند. همین امر منجر به ده ها ویژگی عجیب و غیرعادی آب می شود (از دارا بودن نقطه جوشی به اندازه ۱۵۰ درجه سانتی گراد بالاتر از سایر مایعات مشابه گرفته تا مقاومت بسیار بالی آن در برابر تراکم).
هرچند تمامی پیوندهی موثر بر مولکول آب اساساً در نتیجه تاثیرهی کوانتومی شکل می گیرند اما در این میان، پیوندهی هیدروژنی تحت تاثیر یکی از شگفت انگیزترین این پدیده هی کوانتومی به نام «ارتعاشات نقطه صفر» هستند. این ارتعاشات که همواره و در تمامی گستره جهان وجود دارند، در واقع حاصل اصل مشهور عدم قطعیت هایزنبرگ هستند که براساس آن یک سیستم نمی تواند در یک لحظه زمانی، مقدار انرژی کاملاً مشخصی داشته باشد. به همین دلیل هم حتی اگر دمی جهان به نقطه صفر مطلق رسیده و منجمد شود باز هم این ارتعاشات نقطه صفر که از انرژی فضی تهی (خلاء) حاصل می شوند به قوت خود باقی خواهند ماند. 
● مسیر کوانتومی حیات
ارتعاش هی نقطه صفرنقش مهمی ایفا می کنند، به ویژه در موردآب. این ارتعاشات درواقع به افزایش طول پیوند بین اتم هی هیدروژن و اتم اکسیژن موجود در مولکول آب منجر می شوند. همین امر سبب خواهد شد که مولکول هی آب، با سهولت بیشتری با سایر مولکول هی مجاور خود پیوند برقرار کنند. حاصل این امر، سیالی پیوسته و یکپارچه است که سیاره ما را زنده نگاه می دارد.
فلیکس فرانکز (Felix Franks) از دانشگاه کمبریج، تصویر جالبی را از نقش حیاتی این اثر کوانتومی در رفتار آب ارائه می دهد. او می گوید: «مقداری آب را بردارید و به جی اتم هی هیدروژن مولکول هی آن، ایزوتوپ سنگین تر هیدروژن یعنی دوتریوم را جایگزین کنید. در این صورت به مایعی خواهید رسید که اگرچه خواص شیمیایی آن همانند آب است اما بری تمامی گونه هی حیات - غیر از ارگانیسم هی بسیار ابتدایی - سمی و مهلک است.» فرانکز معتقد است که در اینجا تنها تفاوت به تاثیر انرژی نقطه صفر بازمی گردد.
اکنون تعداد پژوهشگرانی که به تحقیق بر روی این ارتباط عمیق میان تأثیرات کوانتومی و حیات می پردازند به طور مستمر رو به افزایش است. پیشرفت هی اخیر در روش هی نظری، تکنیک هی تجربی و توان محاسباتی ابررایانه ها نیز امکان مطالعه نحوه برهم کنش آب با DNA، پروتئین ها و سلول ها را با دقت بی نظیری میسر کرده است.
نتایج چنین پژوهش هایی اغلب غیرمنتظره بوده و تمامی فرض هی ساده موجود در مورد چگونگی کارکرد حیات را به چالش می کشد. اکنون به طور یقین می توان گفت که دیدگاه مرسوم موجود که سعی دارد تمامی اسرار حیات را صرفاً در مجموعه ی از ژن ها و پروتئین ها خلاصه کند، به طور مضحکی ساده لوحانه به نظر می رسد، چراکه اینک مشخص شده است که همین ژن ها و پروتئین ها بدون کمک مستقیم اکسیر بی رنگ و بی بوی حیات، حتی قادر به انجام ابتدایی ترین وظایف خود هم نیستند. دکتر فرانکز می گوید: «بدون آب، تنها با واکنش هی شیمیایی مواجه هستیم اما در حضور آب، واکنش هی زیست شناختی شکل می گیرند.» 
برخی از مهم ترین شواهد در این ارتباط از مطالعه پروتئین ها حاصل می شود. این مولکول ها که براساس دستورات DNA، از زنجیره ی از آمینواسیدها تشکیل می شوند در واقع مولکول هایی هستند که بار حیات را به دوش می کشند. آنها انبوهی از وظیفه هی کلیدی - از مبارزه با دشمنان گرفته تا ساختن سلول هی جدید - را بر عهده دارند. کارکرد دقیق این مولکول ها به شدت به شکل فیزیکی آنها وابسته است. هرچند مدت هاست که مشخص شده است شکل دهی صحیح این پروتئین ها توسط مولکول هی آب صورت می گیرد، اما جزئیات این فرآیند تا همین چند ماه پیش نامشخص بود.
آنچه اخیراً پژوهشگران کشف کرده اند تاثیر متقابل شگفت انگیز و دقیق بین پروتئین ها و مولکول هی آب است که توسط پیوندهی مهم هیدروژنی آب، هماهنگ می شود. در ماه ژانویه (دی ماه ۸۴)، فلورین گارچارک (Florian Garczarek) و کلاوس گرورت (Klaus Gerwert) از بخش بیوفیزیک دانشگاه رور (Ruhr) در آلمان، نتایج جالب پژوهش هی خود را در مورد نقش مولکول آب در برهم کنش با پروتئینی به نام باکتریورهادوپسین (Bacteriorhodopsin) که در جداره بیرونی گونه هی اولیه حیات یافت می شود، ارائه کردند.
باکتریورهادوپسین، پروتئینی است که نوع ساده ی از فتوسنتز را انجام می دهد و به کمک نور، منبعی از انرژی شیمیایی ایجاد می کند. محققان از مدت ها قبل بر این باور بودند که علت این فرآیند، جابه جایی پروتون هی اطراف مولکول بر اثر تابش نور است. با جابه جایی این پروتون ها، یک تغییر نسبی بار ایجاد می شود که خود همانند یک باتری شیمیایی عمل می کند. اما می دانیم که تنها منبع پروتون در اطراف پروتئین، همان هسته هی اتم هیدروژن مولکول هی آبی است که در ساختار پروتئین مزبور محصور شده اند. تا پیش از این، هیچ کس سازوکار دقیق این واکنش را کشف نکرده بود تا اینکه نوبت به گارچارک وگرورت رسید. این دو محقق دریافتند که شکل مولکول پروتئین به واسطه تابش نور (برخورد فوتون ها) تغییر کرده و همین امر به شکسته شدن برخی از پیوندهی هیدروژنی بین مولکول هی آب محصور در پروتئین منجر می شود. این مسئله خود به وقوع زنجیره ی از رویدادها منجر خواهد شد که به واسطه آنها مولکول هی توده هی بیرونی آب با برهم کنش هی خود، پروتون ها را در داخل مولکول پروتئین جابه جا می کنند.
تمامی این فرآیند شگفت انگیز تنها به واسطه رفتار کوانتومی پیوندهی هیدروژنی آب میسر می شود. گارچارک در این باره می گوید: «در این امر، وجود پیوندهایی که به راحتی تشکیل شده و در عین حال، به سهولت نیز شکسته می شوند، یک عامل بسیار مهم محسوب می شود.»
پیوندهی هیدروژنی در کارکرد یکی دیگر از اجزی کلیدی حیات یعنی مولکول DNA نیز نقشی حیاتی ایفا می کنند. در واقع باید گفت که بر اساس شواهد جدید، دیگر نمی توان مولکول DNA را بدون در نظر گرفتن آب، به عنوان مارپیچ حیات نامید.
بری آنکه DNA بتواند وظیفه هی زیست شناختی خود را به خوبی انجام دهد، باید بتواند کارهایی نظیر پیچ خوردن، چرخیدن و برقراری اتصال با پروتئین ها (آن هم دقیقاً در نقطه مناسب) انجام دهد. ممکن است در نگاه اول، انجام چنین کارهایی بری مولکول رشته ی یک متری بلندی نظیر DNA چندان دشوار به نظر نرسد. اما اگر به مقیاس واقعی انجام چنین واکنش هایی توجه کنیم، مشخص خواهد شد که در چنین مقیاسی، DNA بسان یک مولکول صلب عمل خواهد کرد. بنابراین بری دانشمندان سئوالی اساسی مطرح می شود: پروتئین ها چگونه می توانند دقیقاً در نقطه مناسب با DNA پیوند برقرار کنند؟ 
بنابر نظر زیست شیمیدان ها، مولکول هی آب در این امر، نقش بسیار مهمی ایفا می کنند. در واقع، چنین به نظر می رسد که میزان تجمع مولکول هی آب در اطراف مولکول DNA، با فعالیت هی زیست شناختی این مولکول مرتبط باشد. مسئله اساسی زمانی اتفاق می افتد که آب، به سطح مولکول DNA نزدیک می شود. با کشیده شدن مولکول هی آب به سوی مولکول DNA، شبکه پر جوش و خروش پیوندهی هیدروژنی آب دچار اغتشاش شده و نتیجتاً حرکت تک تک مولکول هی آب، شدیدتر خواهد شد. 
جدیدترین پژوهش ها بر روی این پرسش متمرکز شده است که در نقاط تماس مولکول هی آب با DNA چه اتفاقی می افتد؟ نتایج حاصل از این پژوهش ها حاکی از آن است که مولکول هی آب، در اطراف برخی از جفت بازهی DNA، نسبت به سایر جفت بازها توقف بیشتری کرده و چرخش آرام تری نیز دارند. همینجاست که ارتباط بین میزان آبپوشی بخش هی مختلف مولکول DNA با فعالیت زیست شناختی آن روشن تر می شود. همانطور که می دانیم، جفت بازهی روی مولکول DNA، اجزی تشکیل دهنده ژن ها هستند و توالی همین جفت بازهاست که نحوه اتصال آمینواسیدها به همدیگر بری ساختن پروتئین ها را مشخص می کند. حال چنانچه مدت زمان توقف مولکول هی آب در اطراف این جفت بازها متفاوت باشد پس میزان آبپوشی بخش هی مختلف مولکول DNA می تواند مشخص کننده نحوه توالی جفت بازها در آن بخش مولکول باشد. 
مونیکا فاکس رایتر (Monika Fuxreiter) از مرکز تحقیقات زیست شناسی فرهنگستان علوم مجارستان در بوداپست معتقد است که همین مسئله، نحوه برهم کنش پروتئین ها با DNA را توضیح می دهد. او و همکارانش موفق به ارائه شبیه سازی رایانه ی برهم کنش DNA با پروتئینی به نام BamHI شده اند. این شبیه سازی به خوبی نشان می دهد که چگونه DNA به کمک مولکول آب، از نقاط مشخصی شکسته می شود تا با پروتئین ها پیوند برقرار کند.
براساس این شبیه سازی، وقتی که مولکول پروتئین هنوز با DNA فاصله دارد، مولکول هی آب، توالی ژنتیکی DNA را به آن «مخابره» می کنند. با نزدیک تر شدن پروتئین به DNA، مولکول هی آب کنار می روند تا پیوند میان پروتئین و DNA برقرار شود. 
براساس شبیه سازی فاکس رایتر، مولکول هی آب، سطوح مختلف آبپوشی حول DNA را توسط نیروهی الکترواستاتیک به پروتئین اعلام می کنند. مولکول هی آب حتی می توانند وجود نقص هایی را در ساختار DNA تشخیص داده و پیش از رسیدن پروتئین به آن گزارش دهند. فاکس رایتر می گوید: «چنانچه بخشی از DNA دچار نقصی شده باشد، توسط تعداد بیشتری از مولکول هی آب احاطه شده و نتیجتاً پروتئین نمی تواند با آن بخش ارتباط برقرار کند و بنابراین به سوی بخش دیگری از DNA می رود که به لحاظ زیست شناختی در وضعیت مناسبی است.»
اینک بسیاری از محققان پذیرفته اند که آب چیزی بیش از هیدروژن و اکسیژن تنها است. اما روستام روی 
(Rustum Roy) پژوهشگر علم مواد در دانشگاه ایالتی پنسیلوانیا پا را از این هم فراتر می گذارد. او معتقد است که زمان آن فرارسیده است که در نگرش علمی خود نسبت به آب ( که مدت هی طولانی در انحصار علم شیمی بود ) تحولی اساسی ایجاد کنیم. روی می گوید: «اینکه بگوییم همه چیز صرفاً براساس ترکیبات شیمیایی ایجاد می شود کاملاً عبث و نامعقول است.» روی و همکارانش در دسامبر گذشته (آذر ماه ۸۴) طی مقاله ی در نشریه Materials Research Innovations خواستار بررسی دقیق تر و جدی تر یکی از بحث برانگیزترین ادعاها در مورد آب شدند: اینکه آب داری نوعی «حافظه» است. 
این ایده که آب می تواند اطلاعات موادی که در آن حل می شود را همچنان در خود حفظ کند مدت هاست به عنوان یکی از سازوکارهی احتمالی روش درمانی هومیوپاتی مطرح شده است. همان طور که می دانید، محلول هی دارویی مورد استفاده در هومیوپاتی، آن قدر رقیق می شوند که در عمل می توان گفت حتی یک مولکول از ماده حل شده اولیه نیز در آنها یافت نمی شود. بنابراین یک سئوال مهم بری دانشمندان ایجاد می شود: چگونه ممکن است چنین آبی که به لحاظ شیمیایی عملاً با آب خالص تفاوتی ندارد خواص درمانی داشته باشد؟
روی معتقد است که چنین سئوالی ناشی از یک نگاه بسیار ساده انگارانه نسبت به آب است، دیدگاهی که آن را از کتاب هی شیمی مدرسه باور کرده ایم. اما اخیراً مشخص شده است که آب قادر است رفتارهایی از خود بروز دهد که از حد رفتارهی شیمیایی صرف فراتر است و چنین رفتارهایی ممکن است بتوانند نوعی حافظه را در آب ایجاد کنند. بنابر نظر روی یکی از این راه ها سازوکاری به نام برآرایی (Epitaxy) است. در این سازوکار، از ساختار اتمی یک ماده، به عنوان مبنایی بری القی همان ساختار در مواد دیگر استفاده می شود.
● ناشناخته هی آب
امروزه استفاده از روش برآرایی، به روالی عادی و متداول در صنعت تولید ریزپردازنده ها بدل شده است. روی معتقد است که آب نیز در طبیعت، سازوکار برآرایی را از خود نشان می دهد. او نحوه تشکیل ابرها در آسمان را مثال می زند. هسته اولیه ابرها از طریق رشد بلورهی یخ بر روی زیرلایه ی از یدید نقره حاصل می شود و بلورهی یخ حاصل، همان ساختار بلوری یدید نقره را دارند و این درحالی است که هیچ واکنش شیمیایی مابین یدید نقره و آب انجام نمی شود.
علاوه بر این، روی و همکارانش به مورد دیگری نیز (که اغلب توسط دانشمندانی که سعی در انکار صحت هومیوپاتی دارند نادیده گرفته می شود) اشاره می کنند و آن نحوه تکان دادن شدید محلول ها در فرآیند تولید داروهی هومیوپاتی است. گروه پژوهشی روی تخمین می زند که امواج ضربه ی حاصل از چنین تکان هی شدیدی می تواند فشار را در برخی از نواحی درونی آب به بیش از ده هزار اتمسفر برساند و همین امر می تواند به تغییراتی اساسی در ویژگی هی مولکول هی آب منجر شود.
روی معتقد است که دانشمندان با جدی گرفتن هومیوپاتی ممکن است به ویژگی هی بنیادین جدیدی از آب که تاکنون بری بشر ناشناخته بود، پی ببرند.
به هر حال، آنچه مسلم است این است که آخرین اکتشافات علمی، از لزوم تغییر نگرش انسان نسبت به آب و ارتباط بسیار عمیق تر آن با حیات خبر می دهند. اکنون می دانیم که نقش بنیادی ترین ارتعاش هی کوانتومی هستی در آب متجلی می شود و همین ارتعاش ها، به واسطه آب، با حیات پیوند می خورد. اینگونه است که آب می تواند به ترکیب هی شیمیایی بی جان حیات بخشد. پس این بار که جرعه ی آب می نوشید، به خاطر داشته باشد که این آب شما را با ارتعاش هی بی پایان کیهانی ارتباط می دهد و هنوز هم ناشناخته هی بسیاری در این اکسیر بی رنگ، بی طعم، بی بو و به ظاهر ساده حیات وجود دارد

طبق آمارهای به ثبت رسیده طی 30 سال گذشته احتیاجات انرژی جهان به مقدار قابل ملاحظه ای افزایش یافته است. در سال 1960 مصرف انرژی جهان معادل 3/3Gtoe  بوده است.در سال 1990 این رقم به 8/8Gtoe بالغ گردید ، که دارای رشد متوسط سالانه 3/3 درصد می باشد و در مجموع 166 در صد افزایش نشان می دهد و در حال حاضر مصرف انرژی جهان 10Gtoe/Year  بوده و پیش بینی می شود این رقم در سالهای 2010 و 2020 به 12 و 14 Gtoe/Year افزایش یابد . این ارقام نشان می دهند که میزان مصرف انرژی جهان در قرن آینده بالا می باشد و بالطبع منابع انرژی های فسیلی در قرنهای آینده، جوابگوی نیاز انرژی جهان برای بقا، تکامل و توسعه نخواهند بود،بنابراین استفاده از منابع جدید انرژی به جای منابع فسیلی امری الزامی است.

منابع انرژی در جهان به دو دسته اصلی تقسیم می شوند

 انرژی های تجدید ناپذیر : منابع هیدرو كربنی؛ الف: زنده (گیاهان)، ب: غیر زنده (مواد معدنی مثل زغال سنگ، نفت، گاز و...) كه به سوخت های فسیلی معروفند .

انرژی های تجدید پذیر: انرژی خورشید، باد، انرژی زمین گرمایی، انرژی هیدروژنی و پیل های سوختی، بیوگاز،امواج و.... كه در منابع مختلف تحت عنوان انرژی های نو از آن ها یاد می شود.

انرژی های تجدید ناپذیر

سوخت های فسیلی همچون زغال سنگ و نفت از بقایای گیاهان و جانورانی كه در زیر دریاها در زمانهای قدیم مدفون شده اند به وجود می آیند و به طور طبیعی، بصورت مواد جامد، مایع و گاز یا مخلوطی از آن ها در معادن یافت می شوند .

منابع هیدروكربنی زنده: شامل بقایای گیاهان درختان، بوته ها و سایر رستنی هاست كه به عنوان سوخت در موارد مختلف كاربرد دارد .

منابع هیدروكربنی غیره زنده

 زغال سنگ

زغال سنگ یكی از منابع تولید انرژی های فسیلی است كه اغلب در معادن زیر زمینی یافت می شود. بهره برداری از زغال سنگ در شرایط فعلی با صرف هزینه زیاد و كار طاقت فرسا میسر است. به دلیل تولید حرارتی بالا، زغال سنگ در كوره های حرارتی، كشتیهای باری و كارخانجات فولاد سازی کاربرد بیشتری دارد .

نفت

نفت مایعی سیاه رنگ و غلیظ است كه با حفر چاههای عمیق از زیر زمین استخراج می شود. چون استخراج، ذخیره و پالایش آن نسبت به سایر سوخت ها آسانتر است، بیشتر مورد توجه است .

گاز

گاز یكی دیگر ازاشكال منابع هیدروكربنی است كه با تكنیك های ویژه ای بدست می آید .

الف- گاز طبیعی: مخلوطی از گازهای متان، اتان و پروپان است. این گاز از دو منبع گاز مستقل و گاز همراه با نفت بدست می آید .

ب- گازمایع: این نوع گاز كه به دلیل تبدیل راحت از حالت گاز به مایع از پركاربردترین گازهای مصرفی است،در كپسول های خانگی مورد استفاده قرار می گیرد. این نوع از گازها مخلوطی از گازهای پروپان، بوتان، پروپیلن و بوتیلن و در حقیقت مخلوطی از بخش های پالایش شده نفت خام است .

نفت و گاز كاربردهای وسیعی در صنعت، حمل و نقل، كشاورزی و مصارف بهداشتی دارد.

انرژی های تجدیدپذیر

انرژی باد

انرژی باد نظیر سایر منابع انرژی تجدیدپذیر از نظر جغرافیایی گسترده و عین حال به صورت پراكنده و غیر متمركز محسوب می شود که تقریباً همیشه در دسترس است . در توربینهای بادی، انرژی جنبشی باد به انرژی مکانیکی و سپس به انرژی الکتریکی تبدیل می گردد.

استفاده فنی از انرژی باد وقتی ممکن است که متوسط سرعت باد در محدوده 5/ الی 25/ باشد. پتانسیل قابل بهره برداری انرژی باد در جهان 110 اگاژول (هر اگاژول معادی 1018ژول) برآورد گردیده است که از این مقدار 40 مگاوات ظرفیت نصب شده تا اواخر سال 2003 میلادی(1382 ه.ش.) در جهان می باشد.

از مزایای استفاده از این انرژی عدم نیاز توربین بادی به سوخت، تامین بخشی از تقاضاهای انرژی برق، کمتر بودن نسبی انرژی باد نسبت به انرژی فسیلی در بلند مدت، تنوع بخشیدن به منابع انرژی و ایجاد سیستم پایدار انرژی، قدرت مانور زیاد در بهره برداری( از چند وات تا چندین مگاوات) ، عدم نیاز به آب و نداشتن آلودگی محیط زیست می باشد.

سه نوع توربین بادی داریم:

توربینهای بادی کوچک

از توربینهای بادی کوچک جهت تامین برق جزیره های مصرف و یا مناطقی که تامین برق از طریق شبکه سراسری برق مشکل می باشد استفاده می شود. این توربینها تا قدرت 10 کیلووات توان تولید برق را دارا می باشند.

توربینهای بادی متوسط

عموماً تولید این توربینها بین 250-10 کیلووات است. از این توربینها جهت تامین مصارف مسکونی، تجاری، صنعتی و کشاورزی استفاده می شود.

توربینهای بادی بزرگ( مزارع بادی)

این نوع توربینها معمولاً شامل چند توربین بادی متمرکز با توان تولیدی 250 کیلووات به بالا می باشند که به صورت متصل به شبکه و یا جدا از شبکه طراحی می گردند. 

انرژی زمین گرمایی

مركز زمین (به عمق تقریبی 6400 كیلومتر) که در حدود 4000 درجه سانتی گراد حرارت دارد، به عنوان یك منبع حرارتی عمل نموده و موجب تشكیل و پیدایش مواد مذاب با درجه حرارت 650 تا 1200 درجه سانتی گراد در اعماق 80 تا 100 كیلومتری از سطح زمین می گردد. طبق محاسبه ها، مشخص شده است كه انرژی حرارتی ذخیره شده در 11 كیلومتر فوقانی پوسته زمین معادل پنجاه هزار برابر كل انرژی به دست آمده از منابع نفت و گاز شناخته شده امروز جهان است. البته عمق مخزن زمین گرمایی نباید بیش از سه هزار متر باشد زیرا بهره برداری از انرژی آن با فناوری كنونی بشر توجیه اقتصادی ندارد. با افزایش عمق زمین درجه حرارت افزایش می یابد. این افزایش حرارت را شیب حرارتی می نامند. تمام منابع انرژی زمین گرمایی در نقاطی واقع شده اند كه از شیب حرارتی بالایی برخوردارند . بنابراین انرژی زمین گرمایی، همان انرژی حرارتی قابل استحصال از پوسته جامد زمین است. انرژی زمین گرمایی بر خلاف سایر انرژی های تجدیدپذیر منشاء یک انرژی پایدار با فاکتور دسترسی 100% است که بطور شبانه روزی در طول سال قابل بهره برداری است.

انرژی هیدروژنی و پیل سوختی

هیدروژن یكی از عناصری است كه در سطح زمین به وفور یافت می شود. این عنصر در طبیعت به صورت خالص وجود ندارد ولی آنرا می توان به روش های مختلف از سایر عناصر بدست آورد. هیدروژن عمده ترین گزینه مطرح بعنوان حامل جدید انرژی است. این ماده در مقایسه با سایر سوخت ها می تواند با راندمانی بالاتر و احتراق بسیار پاك به سایر اشكال انرژی تبدیل شود . هیدروژن را می توان با استفاده از انواع منابع انرژی اولیه تولید کرد و در تمام موارد و کاربردهای سوختهای فسیلی مورد استفاده قرار داد. هیدروژن به ویژه منابع تجدید پذیر انرژی را تکمیل می کند و آنها را در هر محل و هر زمان، بصورت مناسبی در دسترس قرار داده و در اختیار مصرف کننده می گذارد. سیستم انرژی هیدروژنی بدلیل استقلال از منابع اولیه انرژی، سیستمی دائمی، پایدار، فنا ناپذیر، فراگیر و تجدید پذیر می باشد. از اینرو پیش بینی می شود که در آینده ای نه چندان دور، تولید و مصرف هیدروژن به عنوان حامل انرژی به سراسر اقتصاد جهانی سرایت کرده و اقتصاد هیدروژن تثبیت شود.

بیوگاز

به مجموعه گاز هایی كه در اثر تخمیر مواد آلی (فضولات انسانی، حیوانی و گیاهی) در یك دامنه دمای معین و PH مشخص در نتیجه فقدان اكسیژن و فعالیت باكتری های غیر هوازی خصوصاً باكتری های متان زا در محفظه تخمیر تولید می شود، بیوگاز گفته می شود .

این گاز به صورت طبیعی در باتلاق ها و مرداب ها و یا مكان های دفع زباله های شهری مشاهده می شود .

این گاز نوعی از سوخت نیز به حساب می آید دارای 60 درصد متان و 30 درصد دی اكسید كربن و 10 درصد مخلوطی از هیدروژن، اكسیژن و منو اكسید كربن است ولی تركیب اصلی بیوگاز، گاز متان است كه این گاز در زمره گازهای قابل اشتغال محسوب می شود. متان، گازی است بی رنگ و بی بو كه اگر یك فوت مكعب آن بسوزد، 250 كیلو كالری انرژی حرارتی تولید می شود.

انرژی امواج

دریاها و اقیانوس ها با عوامل مختلف فیزیكی، انرژی را دریافت و ذخیره نموده و سپس آن را از دست می دهند. این انرژی به صورت موج، جزر و مد، اختلاف درجه حرارت آب است كه می توان از هر یك از آنها بهره برداری كرد .

انرژی امواج دریاها و اقیانوس ها: در اثر انتقال انرژی مكانیكی باد به دریا امواج به وجود می آیند. میزان انتقال این انرژی بستگی به سرعت باد و مسافتی كه باد در طول دریا طی كرده دارد.امواج به خاطر جرم آبی كه نسبت به سطح متوسط دریا جابه جا شده، انرژی پتانسیل و به خاطر سرعت ذرات آب، انرژی جنبشی را با خود حمل می كنند. انرژی ا مواج حاصله در مناطق ساحلی در حدود 2 تا 3 میلیون مگاوات برآورد می شود. موج های بزرگ در آب های عمیق انرژی خود را آهسته از دست می دهند در نتیجه سیستم های امواج بسیار پیچیده هستند و اغلب از باد های محلی و طوفانهایی كه روزها قبل در دوردست اتفاق افتاده اند سرچشمه می گیرند.

انرژی خورشیدی

درقسمت های انرژی خورشید ی وکاربرد هایش  (1), (2) به معرفی این انرژی پرداختیم ،گفتیم که خورشید ،نه تنها خود منبع عظیم انرژی است، بلكه سرآغاز حیات و منشا تمام انرژی های دیگر است. انرژی خورشید به طور مستقیم یا غیر مستقیم می‌تواند به دیگر اشکال انرژی همانند گرما و الکتریسیته تبدیل شود .انرژی خورشید برای حرارت آب، استفاده دینامیکی، حرارت فضایی ساختمانها، خشک کردن تولیدات کشاورزی و تولید انرژی الکتریسیته مورد استفاده قرار می‌گیرد و تا 5 میلیارد سال آینده انرژی جهان را تامین کند.

برای بیشتر اهرمها ، اصطکاک در محل تکیه گاه خیلی کوچک است و بنا براین بازده به صددرصد نزدیک است. در نتیجه نسبت بازوها خیلی نزدیک به نسبت نیروهاست و معمولا هیچگونه تصحیحی در محاسبه مزیت مکانیکی اهرم لازم نیست. سوال مهم دیگری مطرح است و آن اینکه آیا قضیه کار و انرژی در مورد اهرمها صادق است؟ اهرمها را بر حسب موقعیت نسبی تکیه گاه ، نیروی مقاوم و نیروی محرک دسته بندی می‌کنند. اهرم نوع اول : تکیه گاه بین نیروی مقاوم و نیروی محرک قرار دارد. مانند انبردست ، آچار فرانسه ، قیچی و ... .   اهرم نوع دوم : نیروی مقاوم بین تکیه گاه و نیروی محرک قرار دارد. مانند فندق شکن)) و ... .   اهرم نوع سوم : نیروی محرک بین تکیه گاه و نیروی مقاوم قرار دارد. مانند قندگیر ، انبرک ، پنس و ... .

 توضیحات همراه بامثال انواع اهرمها

اهرمها احتمالاً جزء اولین ابزارهایی هستند که در دوران ما قبل تاریخ توسط انسانها مورد استفاده قرار می گرفته اند. ارشمیدس ریاضی دان یونانی(۲۸۷-۲۱۲ قبل از میلاد) اولین کسی بود که در ۲۴۰ سال قبل از میلاد مسیح، اهرمها را توصیف کرد. اهرم ماشین ساده ای است که انجام کار را راحت تر می کند. در تمامی اهرمها یک بار یا وزنه را به کمک نیرو، حول یک تکیه گاه به حرکت در می آوریم. بسیاری از ابزارهای ابتدایی ای که ما استفاده می کنیم، از اهرم تشکیل شده اند: مثل قیچی (دو اهرم نوع اول)، انبردست (دو اهرم نوع اول)، میخ کش چکش (۱ اهرم نوع دوم)، فندق شکن (۲ اهرم نوع دوم) و انبر (۲ اهرم نوع سوم) .             در یک اهرم نوع اول، تکیه گاه بین وزنه و مکان اعمال نیرو قرار دارد. در یک اهرم نوع اول در حالتی که تکیه گاه به محل بار نزدیک تر است (مثل انبردست ها) بار از نیروی اعمالی ما بزرگتر است، اما در فاصله کوچکتری به حرکت در می آید. مثالهایی از ابزارهای معمول که از اهرم نوع یک استفاده می کنند: اهرم های مورد استفاده نمونه وسیله نمونه اهرم نوع یک الاکلنگ اهرم نوع یک میخ کش چکش اهرم نوع یک قیچی اهرم نوع یک انبردست   در یک اهرم نوع دوم، بار یا وزنه در مکانی بین تکیه گاه و محل اعمال نیرو قرار دارد. مثالهایی از ابزارهای معمول که از اهرم نوع دوم استفاده می کنند: اهرم های مورد استفاده نمونه وسیله نمونه اهرم نوع دوم دستگاه منگنه اهرم نوع دوم   در بازکن   اهرم نوع دوم فرقون اهرم نوع دوم   میخ بر اهرم نوع دوم   فندق شکن   در یک اهرم نوع سوم، محل اعمال نیرو بین تکیه گاه و بار قرار دارد. مثالهایی از ابزارهای معمول که از اهرم نوع سوم استفاده می کنند: اهرم های مورد استفاده نمونه وسیله نمونه اهرم نوع سوم چوب ماهیگیری اهرم نوع سوم   گاز انبر اهرم نوع سوم انبر

آهن ربای الکتریکی نوعی از آهن ربا است که میدان مغناطیسی توسط جریان الکترکی تولید می شود (قانون اورستد) و به محض این که جریان قطع شود خاصیت آهن ربایی از بین می رود.

در این جا می خواهیم شما را با ساخت یک آهن ربای الکتریکی آشنا کنیم.

وسایل لازم :

مراحل آزمایش

• ابتدا سیم نازک را به دور میخ محکم و به تعداد دور های زیاد بپیچید

• قطب مثبت یک باتری را به قطب منفی باتری دیگر به صورت سری به متصل کنید و یک سر آن را به کلید وصل کنید

• یک سر سیم که به دور میخ پیچیده شده است به قطب منفی باتری وصل کنید و سردیگر آن را به کلید. و اطمینان حاصل نمایید که اتصالات به خوبی بسته شده اند. ( مطابق شکل)

• کلید جریان را ببندید با این کار  جریان الکتریکی در طول سیم بر قرار می شود.

• در این هنگام چند عدد گیره کاغذ را به میخ نزدیک کنید چه اتفاقی می افتد؟

• حال کلید جریان را باز کنید چه می بینید؟

به نظر شما چه نتیجه ای می توان گرفت؟

می دانیم در فضای اطراف سیم حامل جریات میدان مغناطیسی تولید می شود (قانون اورستد) هنگامی که سیم به دور میخ آهنی پیچیده می شود میدان مغناطیسی تولید شده در میخ اثر می کند و تولید یک میدان مغناطیسی بزرگی می کند مانند سیملوله با یک هسته آهنی . هر چه این هسته از مواد مغناطیسی قویتری(مانند نیکل و کبالت) باشد آهن ربای الکتریکی قدرت بیشتری خواهد داشت.

برقگیر

برقـگیـر (Lightning arrester)
برقگیر از وسایل ایمنی می‏باشد که برای هدایت موجهای ولتاژ ضربه‏ای به زمین و جلوگیری از ورود آنها به ایستگاههای انتقال و توزیع نیرو بکار می‏رود و معمولاً در انتهای خط انتقال و در ورودی ترانسها نصب می‏شود. ولتاژ شکست الکتریکی یک برقگیر بایستی کمتر از ولتاژ شکست الکتریکی ایزولاسیون لایه تجهیزات نصب شده در پست باشد.

برقگیر اکسید فلزی

برقگیر سیلیکونی

برقگیر فشار متوسط

برقگیر با فاصله هوایی

برقگیر فشار قوی

انواع برقـگیـر

1) برقگیر میـله‏ای
2) برقگیر بـا فاصله هوایی
3) برقگیر بـا مقاومت غیر خطی
4) برقگیر بدون فاصله هوایی
5) برقگیر خـازنـی
6) برقگیر فیوزی

برقگیـر میـله ای

یکی از ساده‏ترین و ارزانترین برقگیرها که از اولین برقگیرها می‏باشند برقگیر میله‏ای هستند که با وجود قدیمی بودن امروزه نیز کاربردهای زیادی دارد . این برقگیر عبارت است از دو میله نوک‏تیز که یکی در قسمت برقدار نصب شده و دیگری در زیر ایزولاتور و یا بدنه نصب و به زمین اتصال می‏یابد فاصله دو نوک متناسب با ولتاژ و شرایط و زمان اعمال ولتاژ روی سیستم قابل تنظیم است . تنظیم این فاصله طوری که در مقابل ولتاژ حداکثر سیستم پایدار بوده و فقط در برابر ولتاژهای زیاد تخلیه الکتریکی صورت می‏گیرد . البته تنظیم برقگیر از حالت ایده‏آل دور بوده و می‏توان گفت در یک باند ولتاژ عمل می‏کند و مشخصه عملکرد دقیقی را برای آن نمی‏توان تصور کرد.

برقگیـر با فاصلة هوایی

نوع دیگری از برقگیرها که کاربرد بسیاری در پستهای فشار قوی دارد ؛ برقگیر از نوع شاخکی می باشد . این نوع برقگیرها ساده ترین نوع برقگیر می باشند که به جرقه گیر (برقگیر با فاصله هوایی ) معروف هستند به مراتب از آنها در محلهای اتصال مقره به هادی یا اطراف بوشینگهای ترانسهای توزیع دیده می شود.
همانطوریکه که می دانیم برقگیرها باید در برابر ولتاژ نامی شبکه مانند یک کلید باز رفتار کنند و در برابر ولتاژهای بیشتر از ولتاژ نامی شبکه مانند یک کلید بسته رفتار کنند.
در این نوع برقگیرها (برقگیر با فاصله هوایی) اگر ولتاژ بالا رود؛ بین شاخکها قوس برقرار شده و انرژی صائقه را به زمین منتقل شده و این امر باعث می شود که تجهیز از بین نرود.

موارد استفاده برقگیـر با فاصلة هوایی

امروزه از این نوع برقگیرها فقط در موارد خاصی استفاده می شود که عبارتنداز:
1) برسر بوشینگهای ترانسها (جهت حفاظت سیم پیچهای ترانس)
2) در خطوط انتقال فشار قوی که به شکل حلقه ای هستند که هم نقش برقگیر را بازی می کنند و هم نقش حلقة کرونا را بازی می کنند.

برقگیـر با مقاومت غیر خطی

این نوع برقگیر از یک یا چند خازن سری همراه با یک یا چند مقاومت غیر خطی تشکیل شده است، این خازنها که اصولا ً بصورت فواصل هوایی می‏باشد در حالت کار عادی سیستم از عبور جریان الکتریکی به داخل برقگیر جلوگیری می‏کنند. چنانچه ولتاژ سیستم به عللی بالا رود، فواصل هوایی بین خازنها هادی شده و جریان الکتریکی عبور می‏کند عبور جریان از مقاومت غیر خطی میزان افت و ولتاژ دو سر برقگیر را مشخص می‏کند .
فواصل هوایی موجود در برقگیر باید طوری باشد که در مقابل حداکثر ولتاژ کار سیستم مقاوم بوده ولی اگر به عللی اضافه ولتاژ اعمال شده اتصال کوتاه شود پس از برقراری شرایط عادی بتواند جریان را قطع کند که این کار توسط مقاومت های غیر خطی انجام می‏گیرد . مجموعه قسمت خازن‏ها و مقاومت غیر خطی در داخل یک ایزولاتور ساخته شده از مواد عایقی قرار می‏گیرند . انتخاب چند خازن در برقگیر بجای یک خازن به این دلیل صورت می‏گیرد که استقامت برقگیر در مقابل ولتاژهای برگشتی زیاد گردد برای اینکه تقسیم ولتاژهای روی خازن‏ها بطور مساوی انجام گیرد. یک سری خازن و مقاومت موازی در دو سر فاصله‏های هوایی قرار می‏دهند و این کار را درجه‏بندی ولتاژ می‏گوئیم، یعنی یکنواخت نمودن توزیع ولتاژ در روی خازنهای متوالی .

همانطور که در شکل دیده می شود برقگیرها در قسمت فوقانی خود مجهز به یک وسیله حلقه ای شکل هستند که این وسیله به حلقه کرونا یا کروناگیر معروف می باشد .
همانطور که می دانیم پدیدة کرونا تخلیه الکتریکی ناقص در یک میدان غیر یکنواخت می باشد . در پستهای فشار قوی این پدیده بالاخص در محل های اتصال هادیها به تجهیزات دیده می شود .
لذا برای برطرف کردن این عیب باید میدان را در این نواحی یکنواخت کنند تا اثرات مخرب کرونا کمتر گردد . برقگیرهایی که امروز در پستها بکار می روند از نوع ZNO می باشند که در داخل آنها قرص هایی از جنس اکسید رویZNO می باشد که بسته به سطح ولتاژ شبکه تعداد آنها متغیر است .

برقگیـر با مقاومت غیر خطی

همانطور که می دانیم این برقگیرها باید همانند یک مقاومت غیر خطی عمل کنند یعنی در برابر ولتاژ نامی شبکه امپدانس بالایی را از خود نشان دهند و در برابر ولتاژهای بالاتر از ولتاژ نامی شبکه امپدانس کمی را از خود نشان دهند تا تخلیه صورت گیرد . لذا قرص های اکسید روی بکار رفته در برقگیرهای امروزی در واقع نقش مقاومت غیر خطی را بازی می کنند که دارای جریان نشتی بسیار کمی می باشند (در حالتNormal شبکه) لذا به روی این قرص ها ولتاژ تقسیم می گردد.
حال اگر میدان غیر یکنواخت باشد قاعدتاً تقسیم ولتاژ بر روی قرص ها یکسان نخواهد بود؛ در این صورت یک قرص و به خصوص قرص های بالایی ولتاژ بالاتری را از سایر قرص ها متحمل می شوند و زودتر آسیب می بینند و این امر سبب عملکرد نادرست برقگیر می شود لذا اگر بتوانند به طریقی میدان را یکنواخت کنند ( به حالت یکنواخت نزدیک کنند ) تقسیم ولتاژ بین قرصها شکل متعادل تری را به خود می گیرد و قاعدتاً عمر قرصها افزایش می یابد و عملکرد برقگیرها بهتر میگردد.
برای این کار از وسیله ای به نام کروناگیر یا حلقه کرونا استفاده می کنند؛ که در حقیقت هم میدان را به سمت یکنواختی سوق می دهد و هم تقسیم ولتاژ را به روی قرص ها به حالت متعادلی نزدیک می نماید.

برقگیـر بدون فاصلة هوایی

یک نوع برقگیر بدون فاصله هوایی امروزه بکار می‏رود که خازنهای سری آن از قطعات اکسید روی می‏باشد که این قطعات بصورت قرصهایی با اندازه‏های مختلف ساخته شده و روی هم قرار می‏گیرند. این برقگیرها از نظر ساخت ساده‏تر بوده و دارای حجم کمتری نیز می‏باشد. این برقگیرها می‏توانند در ولتاژهای پائین‏تر عمل کنند بنابراین سطح ولتاژ حفاظت تجهیزات را نیز می‏توان پائین‏تر آورد و در نتیجه در هزینه‏ها صرفه‏جویی نمود و جریان نشتی در این نوع برقگیرها کمتر است یا تقریباً صفر است.

برقگیـر خـازنی

این نوع برقگیر برای ولتاژهای فشار ضعیف استفاده می‏شود که انرژی اعمال شده حاصل از موج ولتاژ در خازن ذخیره می‏شود.

برقگیـر فیـوزی

این نوع برقگیر نیز طوری ساخته می‏شود که در مقابل اضافه‏ ولتاژ که سبب عبور جریان زیادی از برقگیر بشود می‏سوزد و جرقه داخل آن توسط گاز یا مواد نسوز درون آن خاموش می‏شود و اکثراً بعنوان حفاظت ثانویه بکار می‏رود.

محل نصب برقگیـر

برقگیر باید در ورودی پستهای ترانس قبل از کلیه تجهیزات و تا حد ممکن نزدیک به آنها نصب گردد. علاوه بر برقگیری که در ورودی پستهای ترانس نصب می‏شود قبل از تجهیزات مهم مانند ترانسفورماتورهای قدرت نیز جداگانه برقگیر نصب می‏شود. معمولاً در مسیر برقگیر به زمین یک شماره انداز قرار می‏دهند که می‏تواند تعداد دفعات تخلیه موجهای ولتاژ ضربه‏ای بر روی برقگیر را ثبت نماید

نام اصلی و صحیح فیلتر ی که در دهانه دودکش کارخانه ها نصب می شود
رسوب دهنده ی الکتریکی است . رسوب دهنده ی الکتریکی از توری فلزی نازکی با بار الکتریکی مثبت و دو تیغه ی و دو تیغه ی فلزی که به زمین متصل هستند و دارای بار الکتریکی منفی هستند  تشکیل شده اشت

ذرات دود و گرد و غبار هنگام عبور از میان توری فلزی توری فلزی دارای بار مثبت می شوند . ذره های دود باردار شده، توسط تیغه های دارای بار منفی جذب می شوند( چون بار الکتریکی منفی و مثبت یکدیگر را جذب می کنند) و روی تیغه ها رسوب می کنندو به این ترتیب از هوا جدا می گردند . تیغه ها را هر چند روز یکبار با ضربه زدن به وسیله یک چکش بزرگ و مخصوص که جزء فیلتر است می تکانند تا  دوباره اماده به کار شوند( در ضمن می توان پس از تکاندن از خاک های ریخته شده استفاده کرد مثلا در ژاپن از انها برای ساخت کاسه های کوچک سفالی استفاده می کنند.)

                                      

دید کلی

یونانیان باستان ، عالم را متشکل از چهار عنصر آتش ، خاک ، آب و هوا می‌دانستند. امروزه دانشمندان بکمک این عناصر ، تمام اجزای تشکیل دهنده جهان را آن طور که هست ، توضیح می‌دهند. آتش بیانگر انرژی بوده و سه عنصر دیگر نشان دهنده سه حالت از ماده جامد ، مایع و گاز) می‌باشند. بر طبق این تقسیم بندی ، مواد جامد دارای شکل و ابعاد مشخصی بوده و همچنین جرم ، حجم و وزن مشخصی دارند.

مایعات و گازها شاره هستند، یعنی جریان می‌یابند. این اجسام شکل معینی ندارند و شکل ظرفی را که در آن قرار دارند بخود می‌گیرند، در حالیکه مقدار معینی دارند. مثلا مقدار آب ، دی اکسید کربن ، هوا ، شیر و غیره جرم قابل اندازه گیری و معینی دارند، اما نمی‌توانند همانند جامدات با اعمال نیروی پس زنی کشانی ، در مقابل تغییر شکل ، مقاومت کنند.

آزمایشات ساده

• مقدار معینی مایع ، حجم مشخصی دارد، گاز چنین نیست. اگر یک لیتر شیر را در چهار لیوان بریزیم، در مجموع همان یک لیتر حجم را اشغال می‌کند. حجم اشغال شده توسط سطح افقی بالای شیر در لیوان مشخص می‌شود. همین سطح است که باعث تمایز مایعات از گازها می‌شود.
  
  
• اگر گاز سنگین و قابل روئیت (رنگی) کلر را از ظرفی به ظرف دیگر بریزیم و در ظرف را باز بگذاریم ، گاز درون ظرف باقی نمی‌ماند. گازها همانند مایعات ، سطح افقی در بالای حجم اشغال کرده خود ندارند و در همه جا پخش می‌شوند. بنابراین ، حجم گاز برابرحجم هر ظرفی است که در آن قرار می‌گیرد.

جامد

در حالت جامد ، نیروهای بین مولکولی ، بقدری قویتر از انرژی جنبشی هستند که باعث سخت شدن جسم در نتیجه عدم جاری شدن آن می‌گردند. جامدات شکل و حجم معینی دارند. در جامدات فاصله مولکولها مانند فاصله آنها در مایع است. جامدات نمی‌توانند مانند وضعیتی که حالات مایع و گاز دارند، آزادانه به اطراف حرکت کنند. بلکه ، در جامد ، مولکولها در مکانهای خاصی قرار می‌گیرند و فقط می‌توانند در اطراف این مکانها حرکت نوسانی رفت و برگشتی بسیار کوچک انجام دهند.

این حرکت نوسانی ، بخصوص در جامدات بلورین ، کاربردهای صنعتی و علمی زیادی را برای این دسته از مواد به دنبال دارد.

مایع

در حالت مایع ، مولکولها بهم نزدیک‌تر بوده، بطوریکه نیروهای مابینشان قویتر از انرژی جنبشی آنان می‌باشد. از طرف دیگر ، نیروها آنقدر قوی نیستند که قادر به ممانعت از حرکت مولکولها گردند. از این روست که جریان مایع از ظرفی به ظرف دیگر شدنی است، اما نسبت سرعت جاری شدن آب در مقایسه با مایعات دیگر از قبیل روغنها و گلسیرین بسیار متفاوت است که این تفاوت در سرعت جاری شدن ، میزان مقاومت یک مایع در مقابل جاری شدن ،یعنی ویسکوزیته آن خوانده می شود که خود تابعی از شکل ، اندازه مولکولی ، درجه حرارت و فشار می‌باشد. بنابراین مایعات حجم معین و شکل نامعینی دارند.

فاصله مولکولها در مایعات در مقایسه با گازها بسیار کم است. در مایعات ، مولکولها به اطراف خود حرکت می‌کنند و به سهولت روی هم می‌لغزند و راحت جریان (شارش) پیدا می‌کنند. مواد مایع با قابلیت شکل پذیری و جریان یافتن در شبکه‌های ریز ، کاربردهای زیادی در صنعت پیدا کرده‌اند.

گاز

حالت فیزیکی مواد در شرایط فشار و درجه حرارت طبیعی ، بستگی به اندازه مولکولی و نیروهای فی‌مابین آن دارد. اگر مقدار کمی از یک گاز ، در یک تانک نسبتا بزرگی قرار گیرد، مولکولهای آن با سرعت در سرتاسر تانک پخش می‌شوند. پخش سریع مولکولهای گاز دلالت بر آن می‌کند که نیروهای موجود فی‌مابین مولکولها ، بمراتب ضعیفتر از انرژی جنبشی آن است و از آنجایی که ممکن است مقدار کمی از یک گاز در سرتاسر تانک یافت شود، نشان دهنده آن است که مولکولهای گاز باید نسبتا از هم فاصله گرفته باشند. بنابراین گازها شکل و حجمشان بستگی به ظرفی دارد که در آن جای دارند.

در حالت گازی ، مولکولها آزادانه به اطراف حرکت کرده و با یکدیگر و نیز با دیواره ظرف برخورد می‌کنند. فاصله مولکولها در حالت گازی در حدود چند ده برابر فاصله آنها در حالت مایع و جامد است. اگر در یک ظرف نوشابه پلاستیکی را بسته و آنرا متراکم کنید و سپس آنرا با آب پر کرده و دوباره سعی کنید که آنرا متراکم کنید، در حالت اول بعلت فاصله زیاد بین مولکولی در گاز ، متراکم کردن سنگین‌تر و سخت‌تر صورت می‌گیرد، در صورتی که در حالت دوم چنین نیست.

پلاسما

پلاسما حالت چهارمی از ماده است که دانش امروزی نتوانسته آنها را جزو سه حالت دیگر پندارد و مجبور شده آنرا حالت مستقلی به حساب آورد. این ماده با ماهیت محیط یونیزه ، ترکیبی از یونهای مثبت و الکترون با غلظت معین می‌باشد که مقدار الکترونها و یونهای مثبت در یک محیط پلاسما تقریبا برابر است و حالت پلاسمای مواد ، تقریبا حالت شبه خنثایی دارد. پدیده‌های طبیعی زیادی از جمله آتش ، خورشید ، ستارگان و غیره در رده حالت پلاسمایی ماده قرار می‌گیرند.

پلاسما شبیه به گاز است، ولی مرکب از ذرات باردار متحرکی به نام یون است. یونها بشدت تحت تاثیر نیروهای الکتریکی و مغناطیسی قرار می‌گیرند. مواد طبیعی در حالت پلاسما عبارتند از انواع شعله ، بخش خارجی جو زمین ، اتمسفر ستارگان ، بسیاری از مواد موجود در فضای سحابی و بخشی از دم ستاره دنباله‌دار و شفقهای قطبی شمالی. نمایش خیره کننده از حالت پلاسمایی ماده است که در میدان مغناطیسی جریان می‌یابد.

بد نیست بدانید که دانش امروزی حالات دیگری از جمله برهمکنش ضعیف و قوی هسته‌ای را نیز در دسته‌بندیها بعنوان حالات پنجم و ششم ماده بحساب می‌آورد که از این حالات در توجیه خواص نکلئونهای هسته ، نیروهای هسته‌ای ، واکنش های هسته‌ای و در کل ((فیزیک ذرات بنیادی استفاده می‌شود.

ساختمان گاز متان ، یک گاز طبیعی

چگال بوز-اینشتین

حالت پنجم با نام ماده چگال بوز-اینشتین (Booze-Einstein condensate) که در سال ۱۹۹۵ کشف شد، در اثر سرد شدن ذراتی به نام بوزون‌ها (Bosons) تا دماهایی بسیار پایین پدید می‌آید. بوزون‌های سرد در هم فرومی‌روند و ابر ذره‌ای که رفتاری بیشتر شبیه یک موج دارد تا ذره‌های معمولی ، شکل می‌گیرد. ماده چگال بوز-اینشتین شکننده‌ است و سرعت عبور نور در آن بسیار کم است.

چگال فرمیونی

حالت تازه هم ماده چگال فرمیونی (Fermionic condensate) است. "دبورا جین" (Deborah Jin) از دانشگاه کلورادو که گروهش در اواخر پاییز ۱۳۸۲ ، موفق به کشف این شکل تازه ماده شده‌ است، می‌گوید: "وقتی با شکل جدیدی از ماده روبرو می‌شوید، باید زمانی را صرف شناخت ویژگیهایش کنید. آنها این ماده تازه را با سرد کردن ابری از پانصدهزار اتم پتاسیم با جرم اتمی 40 تا دمایی کمتر از یک میلیونیم درجه بالاتر از صفر مطلق پدیدآوردند. این اتمها در چنین دمایی بدون گرانروی جریان می‌یابند و این ، نشانه ظهور ماده‌ای جدید بود. در دماهای پایین‌تر چه اتفاقی میافتد؟ هنوز نمیدانیم."

ماده چگال فرمیونی بسیار شبیه ماده چگال بوز-اینشتین (BEC) است. ذرات بنیادی و اتمها در طبیعت می‌توانند به شکل بوزون یا فرمیون باشند. یکی از تفاوتهای اساسی میان آنها حالتهای کوانتومی مجاز برای ذرات است. تعداد زیادی بوزون می‌توانند در یک حالت کوانتومی باشند ، مثلا انرژی ، اسپین و ... آنها یکی باشد ، اما مطابق اصل طرد پائولی ، دو فرمیون نمی‌توانند همزمان حالتهای کوانتومی یکسان داشته باشند.

برای همین ، مثلا در آرایش اتمی ، الکترونها که فرمیون هستند، نمی‌توانند همگی در یک تراز انرژی قرار گیرند.در هر اوربیتال تنها دو الکترون که اسپین‌های متفاوت داشته باشند، جا می‌گیرد و الکترونهای بعدی باید به اوربیتال دیگری با انرژی بالاتر بروند. بنابراین اگر فرمیونها را سرد کنیم و انرژی آنها را بگیریم ، ابتدا پایین‌ترین تراز انرژی پر می‌شود ، اما ذره بعدی باید به ترازی با انرژی بالاتر برود.

وجود ماده چگال فرمیونی همانند ماده چگال یوز- اینشتین سالها قبل پیش‌بینی شده و خواص آن محاسبه شده بود ، اما رسیدن به دمای نزدیک به صفر مطلق که برای تشکیل این شکل ماده لازم است تاکنون ممکن نشده بود. هر دو از فرورفتن اتمها در دماهایی بسیار پایین ساخته می‌شوند. اتمهای BEC بوزون ‌هستند و اتمهای ماده چگال فرمیونی ، فرمیون.

مزايا:

نيروگاه هسته‌اي تميز بوده و باعث خرابي كمتري در محيط زيست (نسبت به نيروگاه‌هاي نفتي و گازي) مي‌شود. نيروگاه هسته‌اي اثر گلخانه‌اي ندارد و باعث باران اسيدي نمي‌شود. مساحت نيروگاه هسته‌اي در مقايسه با نيروگاه‌هايي مثل زغال سنگ بسيار كمتر است. استفاده از نيروگاه هسته‌اي مانع از بين رفتن سوخت فسيلي مي‌شود.

در ضمن مقدار كمي سوخت قادر است مقدار قابل توجهي انرژي الکتريکي توليد كند.

معايب و مضرات :

باقي مانده سوخت هسته‌اي (زباله هسته اي) براي هزاران سال باقي مي‌ماند. اين مواد بسيار پرتوزا هستند. نيروگاه‌هايي كه به پايان عمر خود مي‌رسند بايد بدقت مورد حفاظت قرار گيرند. در مدل‌سازي زير پرتوزايي سنگ معدن اورانيوم مورد بررسي قرار گرفته است. در سمت راست مدل‌سازي سه سنگ معدن را مي‌بينيد که دو تاي آن‌ها در پوشش کاغذ و آلومينيوم قرار گرفته است. به کمک دستگاه پرتونگار، پرتوزايي آن‌ها را بررسي نماييد. کدام يک تابش کم‌تري دارند؟ به نظر شما براي کاهش پرتوزايي زباله‌هاي هسته‌اي چه کارهايي مي‌توان انجام داد؟

كودكاني كه در نزديكي نيروگاه هسته‌اي هستند، به شدت در معرض خطر سرطان هستند.

تاسيس نيروگاه هسته‌اي بسيار گران و پر هزينه است. مردم عموماً از نيروگاه هسته‌اي مي‌ترسند. منابع اورانيوم محدود هستند. در ضمن منابع اورانيوم قابل بازيافت نيستند.

هزينه دفن زباله‌هاي هسته‌اي بسيار زياد بوده و خطر نشت مواد راديواكتيو از اين زباله‌ها بسيار زياد است.

نيروگاه هسته‌اي و محيط زيست:

حمل و نقل مواد راديواكتيو بسيار خطرناك بوده و همواره احتمال نشت مواد راديو اكتيو از محفظه‌هايشان به بيرون وجود دارد. زباله‌هاي هسته‌اي دفن شده در زمين يا اعماق درياها هزاران سال براي محيط زيست آلوده كننده هستند. يكي از مواد موجود در زباله‌هاي هسته‌اي پلوتونيوم است كه در ساخت سلاح بكار مي‌رود، اين ماده ميليونها سال در طبيعت باقي مي‌ماند.

انرژی هسته ای کاربرداری زیاد در پزشکی در علوم و صنعت و کشاورزی و... دارد. لازم به ذکر است انرژی هسته ای به تمامی انرژی های دیگر قابل تبدیل است ولی هیچ انرژی به انرژی هسته ای تبدیل نمی شود...!

معرفی اورانیوم:

اورانیوم در معادن بصورت سنگ بوده و پس از تصفیه بنام "کیک زرد" نامیده می شود. در معدن ساغند که بزرگترین معدن ایران می باشد, بیش از 1.5 میلیون تن سنگ اورانیوم یافته شده که خلوص آن 553 گرم در یک تن است, یعنی در مجموع حدود 825 تن کیک زرد.

هزینه تولید اورانیوم (کیک زرد) برای هر معدنی متفاوت می باشد. قیمت فروش کنونی (2006) در حدود 40 دلار برای هر کیلوگرم است (گفته میشود کیک زرد 7% هزینه سوخت نیروگاه را تشکیل میدهد). معادن اورانیوم را به دو دسته بنابر هزینه تولید تقسیم کرده اند, تا 80 دلار و یا تا 130 دلار.

ادعا می شود که ذخایر ایران تا 15 هزار تن می باشند, یعنی در حدود 10 برابر مقدار یافته شده. اگر هم چنین باشد, این مقدار, حداکثر سوخت 75 سال یک نیروگاه می شود.

ذخایر نفت ایران در مقام سوم و گاز دوم در دنیا بوده با توجه به استخراج کنونی, ایران بیش از 87 سال نفت و 319 سال گاز خواهد داشت (ذخایر زیر دریای خزر بدرستی مشخص نشده اند). انرژی کل ذخایر اورانیوم ایران (یافته شده و احتمالی) معادل 11% تا 120% استخراج گاز در یک سال است. بعبارتی دیگر ذخایر گازی از لحاظ میزان انرژی بین 265 تا 2900 برابر ذخایر اورانیومی هستند.

شکافت و گداخت :

انرژی هسته ای، شکل اصلی دیگری از انرژی است که در داخل اتم قرار دارد . یکی از قوانین جهانی این است که انرژی نه تولید پذیر است و نه از بین رفتنی ، اما به شکلهای دیگر قابل تبدیل است.

ماده را می توان به انرژی تبدیل نمود. آلبرت انیشتن ، مشهورترین دانشمند جهان ، فرمول ریاضی خاصی را برای شرح این نظریه ارائه نموده است : E = MC2

برطبق فرمول فوق انرژی (E) برابر است با جرم (m) ضربدر سرعت نور به توان دو .لطفاً توجه داشته باشید که بعضی از نرم افزارهای وب قادر به نمایش توان روی شبکه نیستند. معمولاً مجذور C توسط قرار دادن عدد 2 کوچک در بالا و سمت راست C نشان داده می شود. دانشمندان از معادله انیشتن برای آزاد سازی انرژی نهفته در اتم و نیز جهت ساخت بمب اتمی استفاده نمودند.

یونانیان قدیم براین باور بودند که کوچکترین جزء طبیعت ، اتم است. اما در 2000 سال قبل ، آنها نمی دانستند که ذرات کوچکتر از اتم نیز در طبیعت یافت می شود.

اتمها از ذرات کوچکتری به نام هسته ، که خود متشکل از پروتون و نوترون هستند ، تشکیل شده اند. این اتمها توسط الکترونهایی احاط شده که بدور آنها می چرخند، درست مثل گردش زمین به دور خورشید.

شکاف هسته ای:

هسته اتم می تواند شکافته شود. زمانیکه این مسئله رخ میدهد، مقدار زیادی انرژی آزاد می شود. این انرژی به دو صورت گرما و نور است. انیشتن معتقد بود که مقدار کوچکی از ماده حاوی مقدار زیادی انرژی است. زمانیکه این انرژی ، آهسته از اتم خارج می شود ، می توان آنرا مهار نمود و تولید برق نمود. اما زمانیکه انرژی موجود در هسته اتم بطور ناگهانی آزاد می شود ، انفجار عظیمی مانند بمب اتم رخ میدهد.

اورانیوم عنصری است که در اکثر مناطق جهان از زیرزمین استخراج می شود. اورانیوم بعداز مرحله کانه آرایی بصورت قرصهای بسیار کوچکی در داخل میله های بلند قرار گرفته و داخل رآکتور نیروگاه نصب می شوند. کلمه «Fission» به معنی شکافت است. در داخل رآکتور یک نیروگاه اتمی ، اتمهای اورانیوم تحت یک واکنش زنجیره ای کنترل شده ، شکافته می شوند. در یک واکنش زنجیره ای ، ذرات حاصل از شکافت اتم به سایر اتمهای اورانیوم برخورد کرده و باعث شکافت آنها می گردند. هریک از ذرات آزاد شده مجدداً باعث شکافت سایر اتمها در یک واکنش زنجیره ای می شود. درنیروگاههای هسته ای ، معمولاً از یک سریمیله های کنترل جهت تنظیم سرعت واکنش زنجیره ای استفاده می گردد. عدم کنترل این واکنشها می تواند منجربه تولید بمب اتم شود. اما در بمب اتم ، تقریباً ذرات خالص اورانیوم 235 یا پلوتونیوم (باشکل و جرم معینی) باید با نیروی زیادی در کنارهم قرار گیرند. چنین شرایطی در یک رآکتور هسته ای وجود ندارد.

واکنشهای زنجیره ای همچنین باعث تولید یک سری مواد رادیواکتیو می شوند. این مواد در صورت رهایی می توانند به مردم آسیب برسانند. بنابراین آنها را به شکل جامد نگهداری می کنند. این مواد در گنبدهای بتنی بسیار قوی نگهداری می شوند تا در صورت بروز حوادث مختلف ، خطری بوجود نیاید.

واکنشهای زنجیره ای باعث تولید انرژی گرمایی می شوند. این انرژی گرمایی برای جوشاندن آب در قلب رآکتور مورد استفاده قرار می گیرد. بنابراین، به جای سوزاندن سوخت ، در نیروگاههای هسته ای ، اتمها از طریق واکنش زنجیره ای شکافته شده و انرژی گرمایی تولید می کنند. این آب از اطراف رآکتور به قسمت دیگری از نیروگاه فرستاده می شود. در این قسمت که مبدل گرمایی نامیده می شود، لوله های پر از آب حرارت داده شده و بخار تولید می کنند. سپس بخار حاصله باعث گردش توربین و درنتیجه تولید برق میشود.

گداخت هسته‌ای،  انرژی هسته‌ایِ ”پاک:“

گداخت هسته‌ای که (همجوشی یا جوش ‌هسته‌ای نیز نامیده می‌شود) در واقع تولید انرژی است به شیوه‌ای که در کرة خورشید انجام می‌گیرد. این اندیشه ممکن است جنون‌آمیز به نظر آید، اما عملی و امکان‌پذیر است؛ یا تقریباً امکان‌پذیر است.برای فهم بهتر مسئله بیایید به قلب یک ستاره نگاه کنیم در آنجا چه می‌بینیم؟ می‌بینیم که هسته‌های اتم ها در قلب ستاره، درهم ادغام می‌شوند و هسته‌های بزرگتری را تشکیل می‌دهند. این واکنشی که ”گداخت“ یا همجوشی هسته‌ای نامیده می‌شود، همواره با انتشار مقدار عظیمی از گرما و نور همراه است. اگر بتوانیم این واکنش را که در خورشید و ستارگان دیگر به طور عادی انجام‌ می‌گیرد در کرة ‌زمین ایجاد و کنترل کنیم، خواهیم توانست به مقدار عظیمی از انرژی دست یابیم. مشکل اینجاست که نیرویی به نام ”الکترومغناطیس“ وجود دارد که اتمها را از هم دور می‌کند، مانند دو آهنربا که بخواهند قطب شمال یا قطب جنوب‌شان را به هم بچسبانند.

تا سال 2050 باید منتظر بمانیم:

برای آن که اتم ها را وادار کنیم که بر نیروی الکترومغناطیس غلبه کنند و درهم ادغام شوند، باید دو شرط لازم را، که در ستارگان به طور طبیعی وجود دارند،در کرة‌زمین پدید آوریم: تجمع حداکثر اتمها در کوچکترین حجمِ ممکن و ایجاد دمایی به میزان 50 میلیون درجة سانتی‌گراد! چرا چنین دمایی لازم است؟ چون هر چه دمای یک گاز بالاتر باشد، سرعت عناصر متشکلة آن بیشتر خواهد شد، و بنابراین امکان برخورد این عناصر نیز بیشتر و در نتیجه امکان همجوشی و ادغام نیز افزایش خواهد یافت.

   نخستین شرط لازم ، با به دام انداختن اتم ها در یک آهن ربای عظیم ، به شکل سیب توخالی، تحقق می‌یابد. (البته از این اتمها یک الکترون برداشته شده است تا باردار شوند.) برای تحقق شرط لازم دوم، باید هم چیز رادر یک ”اجاق دارای میکروموج“ بپزیم. دانشمندان به همجوشی دوتریوم و تریتیوم (دو گونة هیدروژن) در تأسیساتی که توکاماک (Tokamak) نام دارند، موفق شده‌اند، اما این همجوشی مدت بسیار کوتاهی دوام داشته، و انرژی‌ای که برای انجام واکنش مصرف‌‌شده، بیش از انرژی به دست آمده بوده است.

   بنابراین تولید انرژی از راه همجوشی هسته‌ای فعلاً نه سودآور است، و نه چندان جاافتاده و عملی است. در واقع پیش از سال 2050 در تولید الکتریسیته از این طریق توفیق نخواهیم یافت.

   اما با وجود همه مشکلات، عده‌ای از دانشمندان به امکان‌پذیر بودن تولید انرژی از طریق همجوشی هسته‌ای باور دارند. اگر آنان روزی موفق به مهار این انرژی شوند، می‌توان گفت که بشر راه‌حلی پایدار، مطمئن و نسبتاً پاک برای تولید انرژی پایان‌ناپذیر یافته است. می‌گوییم: پایان‌ناپذیر، چون دو اتم دتریوم و تریتیوم به سادگی و با استفاده از آب تولید می‌شوند؛ مطمئن، چون همجوشی هسته‌ای، برخلاف شکافت هسته‌ای، واکنشی است که می‌توان آن را به سهولت‌ متوقف و مهار کرد: کافی است که شیر لوله‌های دتریوم و تریتیوم را ببندیم؛ و می‌گوییم: و انرژی نسبتاً پاک، چون هلیوی که در این واکنش تولید می‌شود رادیواکتیو نیست و رادیواکتیویتة نوترون آزاد شده نیز ظرف پنجاه سال کاهش می‌یابد: پس با گرفتاری خاص شکافت هسته‌ای و نیروگاه‌های هسته‌ای مرسوم و معمول مواجه نخواهیم شد که نمی‌دانیم با پسماندهای رادیواکتیو آنها تا میلیونها سال بعد، چه باید بکنیم.

در قلب ”توکاماک“ :

همجوشی دتریوم و تریتیوم با آزاد شدن مقدار عظیمی گرما همراه است. این گرما از طریق مدار اولیه بازیابی می‌شود و به مدار ثانویه انتقال می‌یابد. سرانجام بخار تولید‌شده در مدار ثانویه است که توربین را به کار می‌اندازد.

دتریوم و تریتیوم در دمای بسیار بالا با هم برخورد می‌کنند. هسته‌های دو اتم در هم می‌جوشند یا ادغام می‌شوند، تا یک هستة هلیوم پدید آورند. یک نوترون و نیز مقدار بسیار زیادی انرژی هم آزاد می‌شود.

فرایند غنی سازی اورانیوم :

کاربرد و شیوه های مختلف جداسازی یا غنی سازی اورانیوم 235

در طبیعت اورانیوم شامل کمتر از یک درصد ایزوتوپ اورانیوم 235 است. مواد انفجاری هسته ای به اورانیومی که حداقل دارای 20 درصد اورانیوم 235 غنی شده است نیاز دارند. بطور ایده آل اورانیوم 235 نود درصدی بکار می رود. برای افزایش درصد اورانیوم 235 به اورانیوم 238، اورانیوم باید "غنی سازی" شود. 

چرخه سوخت اورانیوم با استخراج و آسیاب کانسنگ اورانیوم جهت تولید "کیک زرد" شروع شده و سپس به هگزافلوراید اورانیوم (UF6) تبدیل می شود. ماده اخیر پس از آن غنی سازی می شود تا به سوخت هسته ای مبدل گردد. 

فرایندهای جداسازی و غنی سازی ایزوتوپ اورانیوم: 

این روشها عبارتند از: 1) جداسازی ایزوتوپی الکترومغناطیسی 2) دیفوزیون گرمایی 3) پخش دیفوزیون گازی 4) سانتریفوژ گازی) 5)فرایندهای آئرودینامیکی 6) جداسازی ایزوتوپی لیزری – که شامل دو روش زیر است:

الف) جداسازی ایزوتوپی لیزری با بخار گازی (AVLIS) (atomic vapor laser isotope separation)

ب) جداسازی ایزوتوپی لیزری مولکولی (MLIS) (molecular laser isotope separation) 7) تبادل یونی و شیمیایی 8) فرایند جداسازی پلاسمایی (PSP)           در تمام صنعت هسته ای دنیا، اورانیوم بوسیله یکی از دو روش: پخش گازی و سانتریفوژ گازی غنی می شود.

کاربردهای انرژی هسته ای، دید کلی:

انرژی هسته ای کاربرداری زیاد در پزشکی در علوم و صنعت و کشاورزی و... دارد. لازم به ذکر است انرژی هسته ای به تمامی انرژی های دیگر قابل تبدیل است ولی هیچ انرژی به انرژی هسته ای تبدیل نمی شود .موارد زیادی از کاربردهای انرژی هسته ای در زیر آورده می شود .

نیروگاه هسته ای:

نیروگاه هسته ای (Nuclear Power Station) یک نیروگاه الکتریکی که از انرژی تولیدی شکست هسته اتم اورانیوم یا پلوتونیم استفاده می کند. اولین جایگاه از این نوع در 27 ژوئن سال 1958 در شوروی سابق ساخته شد. که قدرت آن 5000 کیلو وات است. چون شکست سوخت هسته ای اساساً گرما تولید می کند از گرمای تولید شده رآکتور های هسته ای برای تولید بخار استفاده می شود از بخار تولید شده برای به حرکت در آوردن توربین ها و ژنراتور ها که نهایتاً برای تولید برق استفاده می شود .

بمب های هسته ای:

این نوع بمب ها تا حالا قویترین بمبهای و مخربترین های جهان محسوب می شود. دارندگان این نوع بمبها جزو قدرت های هسته ای جهان محسوب می شود .

پیل برق هسته ای Nuelear Electric battery:

پیل هسته ای یا اتمی دستگاه تبدیل کننده انرژی اتمی به جریان برق مستقیم است ساده ترین پیل ها شامل دو صفحه است. یک پخش کننده بتای خالص مثل استرنیوم 90 و یک هادی مثل سیلسیوم.

جریان الکترون های سریعی که بوسیله استرنیوم منتشر می شود ازمیان نیم هادی عبور کرده و در حین عبور تعداد زیادی الکترون ها اضافی را از نیم هادی جدامی کند که در هر حال صدها هزار مرتبه زیادتر از جریان الکتریکی حاصل از ایزوتوپ رادیواکتیو استرنیوم 90 می باشد .

کاربردهای پزشکی:

در پزشکی تشعشعات هسته ای کاربردهای زیادی دارند که اهم آنها عبارتند از:

• رادیو گرافی

• گامااسکن

• استرلیزه کردن هسته ای و میکروب زدایی وسایل پزشکی با پرتو های هسته ای

• رادیو بیولوژی

انرژی هسته ای در پزشکی هسته ای و امور بهداشتی:

در کشورهای پیشرفته صنعتی، از انرژی هسته ای به صورت گسترده در پزشکی استفاده می گردد. با توجه به شیوع برخی از بیماریها از جمله سرطان ، ضرورت تقویت طب هسته ای در کشورهای در حال توسعه ، هر روز بیشتر می شود. موارد زیر از مصادیق تکنیکهای هسته ای در علم پزشکی است:

تهیه و تولید کیتهای رادیو دارویی جهت مراکز پزشکی هسته ای، تهیه و تولید رادیو دارویی جهت تشخیص بیماری تیرویید و درمان آنها، تهیه و تولید کیتهای هورمونی، تشخیص و درمان سرطان پروستات، تشخیص سرطان کولون ، روده کوچک و برخی سرطانهای سینه، تشخیص تومورهای سرطانی و بررسی تومورهای مغزی ، سینه و ناراحتی وریدی، تصویر برداری بیماریهای قلبی ، تشخیص عفونتها و التهاب مفصلی ، آمبولی و لختههای وریدی،  و موارد دیگری چون تشخیص کم خونی ، کنترل رادیو داروهای خوراکی و تزریقی و ...تشعشعات MRI در درمان افسردگی‌ها مؤثراست .

بر اساس مطالعه‌ صورت گرفته از سوی دانشمندان آمریکایی مشخص شد که اسکنرهای به کار گرفته شده در ام.آر.آی کمک‌های شایانی جهت کاهش اثرات افسردگی در افراد می‌کند.

دانشمندان آمریکایی مدرسه‌ دارویی هاروارد این کشور در تحقیقات اخیر خود کشف کردند که اسکنرهای ام.آر.آی به کار گرفته شده در معالجات پزشکی و درمانی که تصاویر درونی از بدن ارایه می‌دهند، می‌توانند اثرات مشابهی با دیگر راه‌های درمانی کاهش افسردگی داشته باشند.

این گروه از دانشمندان آمریکایی در تحقیقات خود از یک نوع دستگاه اسکنر قدیمی ام.آر.آی موسوم به EP-MRSI استفاده کرده‌اند که در زمینه‌ تصویربرداری از مغز انسان به کار برده می‌شود.

با این حال کارشناسان پزشکی انگلیس معتقدند که شک‌ها و تردیدهای فراوانی نسبت به این نوع درمان جالب و در نوع خود بی‌نظیر وجود دارد.

آنها همچنین نسبت به نتایج این تحقیقات ابراز تردید کرده و می‌گویند که نیازست تا تحقیقات بیشتری در این زمینه صورت گیرد.

این گروه از دانشمندان متوجه شدند که موش‌های آزمایشگاهی‌ که دچار افسردگی بوده و درمانی برای آنها پیدا نشده است، در مقایسه با موش‌های افسرده‌ دیگر که تحت تشعشعات اسکنرهای ام.آر.آی قرار نگرفته‌اند، بهبود قابل توجهی در خصوص کاهش اثرات افسردگی یافته‌اند.

نتایج این تحقیقات در ژورنال درمان‌های بیولوژیکی آمریکا به چاپ رسیده است.

این دانشمندان پس از آن این مطالعه را صورت دادند که پزشکان گزارش دادند با استفاده از دستگاه‌های اسکنر ام.آر.آی نتایج قابل توجهی در خصوص کاهش اثرات افسردگی مشاهده کرده‌اند.

دکتر بروس کوهن، از پزشکان برجسته بیمارستان مکلین در ماساچوست آمریکا که با مدرسه دارویی هاروارد این کشور همکاری دارد، اعلام کرد که این یافته‌ها در خصوص کاهش اثرات افسردگی بسیار چشمگیر و قابل توجه هستند.

وی در ادامه گفت: موش‌هایی که تحت تاثیر تشعشعات دستگاه‌های اسکنر ام.آر.آی قرار گرفته‌اند، رفتارهایی از خود نشان می‌دهند که نشان دهنده‌ی کاهش اثرات افسردگی موجود در آن‌هاست.

وی معتقدست، به این دلیل است که باید نسبت به نتایج این تحقیقات امیدوار بود.

با این حال بسیاری دیگر از کارشناسان امور پزشکی بر این باورند که در مجاورت تشعشعات دستگاه‌های اسکنر ام.آر.آی قرار گرفتن، لطمات زیادی را به بدن وارد می‌کند.

ویلیام کارلزون، از پزشکان برجسته آمریکایی معتقد است که این نوع پرتوها می‌توانند برای بیماران مضر باشد.

وی معتقد است هنگامی که بدن انسان در مجاورت پرتوهای بسیار شدیدتر ام.آر.آی قرار می‌گیرد، تا بدین وسیله پزشکان بتوانند تصاویر بهتری از مغز انسان تهیه کنند، در آن موقع است که بدن در معرض خطرات بیشتری قرار می‌گیرد.

گفته می‌شود هنگامی که مردم در مجاورت پرتوها اسکنرهای ام.آر.آی قرار می‌گیرند، چنین فرض می‌کنند که هیچ چیزی اتفاق نمی‌افتد و تنها تصویر ساده‌ای از مغز آن‌ها گرفته می‌شود، با این حال باید این حقیقت علمی را پذیرفت که بدن آنها در واقع در معرض حوزه‌های الکتریکی و مغناطیسی قرار دارد که این تشعشعات می‌تواند اثرات زیانباری برای بدن داشته باشند که تا کنون اطلاعی از آن‌ها در دست نبوده است.

گروه دیگر از پزشکان نیز معتقدند، استفاده از این تحقیقات و نتایج عملی آن باید با احتیاط فراوان مورد استفاده قرار گیرد. آنها می‌گویند از آنجایی که موش‌ها شباهت خیلی زیادی به وضعیت بدنی بیماران ندارند، باید مراقب بود تا لطمه‌ای به بیماران وارد نشود.

این در حالی است که بسیاری دیگر از پزشکان نیز از شنیدن خبر انتشار چنین تحقیقی شگفت‌زده شده‌اند و اعلام کرده‌اند که انجام تحقیقات بیشتر در این زمینه ضروری است.

کاربرد انرژی هسته ای در بخش دامپزشکی و دامپروری :

تکنیکهای هسته ای در حوزه دامپزشکی موارد مصرفی چون تشخیص و درمان بیماریهای دامی ، تولید مثل دام ، اصلاح نژاد و دام ، تغذیه ، بهداشت و ایمن سازی محصولات دامی و خوراک دام دارد.

کاربرد انرژی هسته ای در دسترسی به منابع آب :

تکنیکهای هسته ای برای شناسایی حوزه های آب زیر زمینی هدایت آبهای سطحی و زیر زمینی ، کشف و کنترل نشت و ایمنی سدها مورد استفاده قرار میگیرد. در شیرین کردن آبهای شور نیز انرژی هسته ای کاربرد دارد.

کاربردهای کشاورزی:

تشعشعات هسته ای کاربرد های زیادی در کشاورزی دارد که مهم ترین آنها عبارتست از:

• موتاسیون هسته ای ژن ها در کشاورزی

• کنترل حشرات با تشعشعات هسته ای

• جلوگیری از جوانه زدن سیب زمینی با اشعه گاما

• انبار کردن میوه ها

• دیرینه شناسی )باستان شناسی) و صخره شناسی )زمین شناسی) که عمر یابی صخره ها با C14 در باستان شناسی خیلی مشهور است.

کاربردهای صنعتی:

در صنعت کاربردها ی زیادی دارد از جمله مهمترین آنها عبارتند از:

• نشت یابی با اشعه

• دبی سنجی پرتویی(سنجش شدت تشعشعات ، نور و فیزیک امواج)

• سنجش پرتویی میزان سائیدگی قطعات در حین کار

• سنجش پرتویی میزان خوردگی قطعات

• چگالی سنج موادمعدنی با اشعه

• کشف عناصر نایاب در معادن

آنچه باید بدانیم:

تکنیکهای هسته ای بر کشف مینهای ضد نفر نیز کاربرد دارد. بنابرین ، دانش هسته ای با این قدرت و وسعتی که دارد، هر روز بر دامنه استفاده از فناوری هسته ای و بویژه انرژی هسته ای افزوده می شود. کاربرد انرژی در بخشهای مختلف به گونهای است که اگر کشوری فناوری هسته ای را نهادینه نماید، در بسیاری از حوزه‌های علمی و صنعتی ، ارتقای پیدا می کند و مسیر توسعه را با سرعت طی می نماید.

کاربرد انرژی هسته ای در تولید برق :

یکی از مهم ترین موارد استفاده صلح آمیز از انرژی هسته ای ، تولید برق از طریق نیروگاههای اتمی است. با توم به پایان پذیر بودن منابع فسیلی و روند رو به رشد توسعه اجتماعی و اقتصادی ، استفاده از انرژی هسته ای برای تولید برق را امری ضروری و لازم می دانند و ساخت چند نیروگاه اتمی را دنبال مینماید.

ایران هر ساله حدودا به هفت هزار مگاوات برق در سال نیاز دارد. نیروگاه اتمی بوشهر 1000 مگاوات برق را در صورت راه اندازی تامین می نماید. و احداث نیروگاههای دیگر برای رفع این نیازی ضروری است. برای تولید میزان برق حدود 190 میلیون بشکه نفت خام مصرف می شود. که در صورت تامین از طریق انرژی هسته ای سالیانه 5 میلیارد دلار صرفه جویی خواهد شد.

برتری انرژی هسته ای بر سایر انرژیها:

علاوه بر صرفه اقتصادی دلایل زیر استفاده از انرژی هسته ای را ضروری مینماید. منابع فسیلی محدود بوده و متعلق به نسلهای آتی میباشد. استفاده از نفت خام در صنایع تبدیل پتروشیمی ارزش بیشتری دارد. تولید برق از طریق نیروگاه اتمی ، آلودگی نیروگاههای کنونی را ندارد. تولید هفت هزار مگاوات با مصرف 190 میلیون شبکه نفت خام ، هزارتن دیاکسید کربن ، 150 تن ذرات معلق در هوا ، 130 تن گوگرد و 50 تن اکسید نیتروژن را در محیط زیست پراکنده می کند، در حالی که نیروگاه اتمی چنین آلودگی را ندارد.

کاربردهای دیگر فیزیک هسته ای:

برای کشف مطلبی اگر احتیاج به تجزیه و تحلیل موادی باشد که هیچ گونه امکان کنترلی روی آن نیست چه کاری می توان انجام داد؟ مثلاً اگر بخواهیم مقداری خاک کفش مشخص مظنونی یا موی سر یک انسان و یا نفت خام یک کشتی را که مقداری از کالای خود را بطور غیر قانونی در جای دیگر فروخته است تجزیه و تحلیل نمایید، چه کاری می توانیم بکنیم؟ البته می توان از روش شیمیایی استفاده کرد؛ اما روش سریع و مطمئن تری هم وجود دارد. نمونه ای از ماده ای را که نیاز به تجزیه دارد برداشته و آن را با ایزوتوپ رادیواکتیو مخلوط می کنیم، نمونه رادیواکتیو شده را در یک راکتور تحقیقاتی به وسیله نوترون بمباران می کنیم. با جذب نوترون نمونه پایدار شده و اتم های جسم مورد آزمایش نیز رادیواکتیو می شوند و تابش می کنند. مقدار تابش برای هر عنصر متفاوت است. بنابراین اگر ده عنصر مختلف در نمونه داشته باشیم، ده نوع تابش مختلف نیز خواهیم داشت. از روی این تابش ها می توان نوع و میزان عناصر تشکیل دهنده نمونه را مشخص کرد. از این روش می توان برای ردیابی آلودگی هوا و هم چنین آلودگی دریا توسط نفت کش ها استفاده کرد. با آزمایش 40 نوع نفت مختلف که در نقاط مختلف جهان استخراج می شوند دانشمندان به این نتیجه رسیدند که در تمام مواد نفتی هفت نوع عنصر مشترک وجود دارد. اما مقدار آنها در نفتی که در یک نقطه استخراج می شود با نفت نقطه دیگر دنیا متفاوت است.

هنگامی که مواد نفتی در جایی مشاهده می شوند نمونه ای از آن به آزمایشگاه برده شده و در معرض تابش نوترونی قرار می گیرد و به این ترتیب عناصر مختلف آن و مقدار آنها مشخص می شود. و می توان به طور دقیق اعلام کرد که کدام کشتی مسئول آلوده سازی بوده است.

یک روش ساده و سریع، برای تجزیه هوای آلوده نیز وجود دارد. ابتدا وسیله صافی هایی آلودگی هوا گرفته می شود. و سپس به وسیله همان روشی که در بالا توضیح داده شده نوع و مقدار عناصر زیان آور موجود درا آن مشخص می شود. با تهیه نقشه های برای آلودگی هوا مشابه نقشه های تغییرات جوی، می توان پیش گویی هایی در مورد آلودگی هوا انجام داد و اقدامات لازم را در رابطه با پاکیزه نگه داشتن هوا انجام داد.

 یکی دیگر از کاربردهای تابش های هسته ای تصویر برداری است. همانطور که می دانید برای تصویر برداری از اجسام تیره ( کدر ) مثل بدن انسان از اشعه ایکس استفاده می شود. حالا اگر از اشعه ای پرانرژی تر از اشعه X استفاده کنیم، قابلیت نفوذ در عمق بیشتری را دارد و به این ترتیب از اجسام ضخیم تر نیز می توان عکس برداری کرد. اشعه گاما خیلی از اشعه X قوی تر است و می تواند در فلزات و اجسام تیره به قطر چند اینچ نفوذ کند و این امکان را برای مهندسین فراهم کند تا داخل ماشین آلات را ببینند.

آیا می‌دانید چرا حین پیاده‌روی دست‌هایمان را تكان می‌دهیم؟ همه انسان‌ها به طور ناخودآگاه زمان راه رفتن بازوها را خلاف جهت پاها تكان می‌دهند. براستی علت این كار چیست؟
تنها یك دلیل علمی برای این پرسش وجود دارد و آن هم حفظ تعادل بدن است. به نظر می‌رسد همین كار ساده باعث ‌شده انسان‌های اولیه بتوانند راحت‌تر و بهتر راه بروند. دانشمندان تا مدت‌ها نمی‌توانستند هیچ دلیل علمی و موجهی برای حركات دست‌ها ارائه دهند زیرا ظاهرا این حركات هیچ نوع كاربری مشهودی برای انسان امروزی ندارد.
تنها كاری كه برخی از محققان انجام دادند، این بود كه نقش تكامل انسان را در این پدیده پررنگ‌تر از آنچه باید، جلوه دادند.
از نظر این گروه از محققان، انسان در زمان‌های گذشته از دست‌هایش برای حركت استفاده می‌كرده اما این حالت كم‌كم از بین رفته و در نتیجه تنها همین حركات پاندولی شكل به جا مانده است! این محققان در هر صورت نتوانستند هیچ دلیل یا مدركی برای این نظریه ارائه كنند.
بعدها گروهی از محققان دانشگاه میشیگان همراه عده‌ای از دانشمندان دانشگاه علوم و تكنولوژی دلف هلند تصمیم گرفتند علت حقیقی این عمل را كشف كنند.
آنها برای آن‌كه درك بهتری از وضع دینامیكی بدن و حركت دست‌ها داشته باشند، یك مدل مكانیكی طراحی كردند و در عین حال از 10 نفر داوطلب درخواست كردند آنها را در این تحقیق همراهی كنند. در وهله نخست از این افراد خواسته شد به صورت خیلی معمولی شروع به قدم زدن كنند. الگوی این حركت‌ها ثبت و طراحی شد.
سپس دست‌های آنها را در طرفین با استفاده از طناب بستند و دوباره از آنها خواستند راه بروند.
الگوهای دینامیكی بدن در این شرایط نیز ترسیم شد. محققان پس از انجام تحقیقات گسترده دریافتند نگهداشتن دست‌ها به صورت كاملا بی‌حركت در طرفین باعث می‌شود نسبت به حالت معمول 12 درصد بیشتر انرژی متابولیكی بدن صرف راه رفتن شود سپس تحقیق مشابه دیگری انجام شد.
در این تحقیق از افراد خواسته شد هنگام راه رفتن دست‌هایشان را خلاف جهت معمول تكان دهند؛ یعنی حركت بازوی دست راست با پای چپ و بالعكس حركت بازوی دست چپ با پای راست.
نتیجه این كار صرف 26 درصد انرژی بیشتر برآورد شد. اما علت آن چیست؟

علت این موضوع به عدم تعادل و تلاش برای حفظ آن برمی‌گردد، در حقیقت عضلات مجبور هستند برای نگه داشتن بدن در وضع تعادل انرژی خیلی بیشتری مصرف كنند.
جالب اینجاست حركت بازوهای دست به شكل همزمان باعث خنثی شدن حركت ستون مهره‌ها نیز می‌شود. تمام این عوامل بدن را در یك مسیر مستقیم نگه می‌دارد، به حركات، شكلی كاملا موزون و متناسب می‌دهد و در نهایت میزان مصرف انرژی را در عضلات پاها به حداقل ممكن می‌رساند. محققان در مقاله خود یادآور می‌شوند با وجود آن‌كه حركت دست‌ها نسبتا ساده جلوه می‌كند، اما باید حتما به خاطر داشت نقش آنها در مصرف انرژی در طول راه رفتن بسیار مهم و تاثیرگذار است و به هیچ‌وجه نمی‌توان این حركت را یك امر صرفا غریزی یا عادی تلقی كرد.

محققان مؤسسه تکنولوژی ماساچوست (MIT)‌ قصد دارند با الگوبرداری از پوست ماهی اژدها، جلیقه ضد گلوله ای با قابلیت زره‌های قدیمی طراحی کنند.
شوالیه‌ها در قدیم از زره‌های سخت، به هم پیوسته و فلس دار استفاده می‌کردند که این الگو می‌تواند برای ساخت جلیقه‌های ضد گلوله نسل جدید مورد استفاده قرار گیرد.
گونه اژدر ماهی Polypterus senegalus دارای آرواره قوی و اسکلت محکم بوده و بیش از 96 میلیون سال قدمت دارند؛ فلس این ماهی از چندین لایه ساخته شده است و زمانی که حیوان توسط مهاجمان گاز گرفته می‌شود، هر لایه در یک الگوی متفاوت شکسته می‌شود، اما کل ساختار پوسته سالم باقی می‌ماند.
محققان با استفاده از اسکن اشعه ایکس، پوشش فلس‌دار و نحوه تعامل آنها را در هنگام حرکت ماهی مورد ارزیابی قرار دادند.
فلس‌ها در نزدیکی مناطق انعطاف‌پذیر بدن از جمله دم، کوچک بوده و امکان خم شدن ماهی را فراهم می‌کند؛ فلس‌های کنار بدن نیز که از اندام های داخلی محافظت می کنند، بلندتر و سخت‌تر هستند.
مدل رایانه ای با استفاده از انواع فلس در قسمت های مختلف بدن ماهی طراحی شده و نمونه اولیه ای 10 برابر اندازه واقعی با کمک پرینتر سه بعدی و مواد سخت ساخته شد که یک پوشش متشکل از 144 فلس بهم پیوسته است.
«سوآتی وارشنی» از محققان موسسه تکنولوژی ماساچوست (MIT) تأکید می کند: مجموعه ای از مفاصل بین دندانه ها و حفره های فلس، اجازه خم شدگی و شنای راحت ماهی درون آب را فراهم می کند؛ ترکیب انعطاف پذیری و قدرت بهترین کارآیی را برای جلیقه ایجاد می کند.
محققان امیدوارند این تحقیقات منجر به توسعه جلیقه هایی سبک، مقاوم و انعطاف پذیر مانند فلس ماهی شده و جایگزین جلیقه‌های سنگین کولار فعلی شود.

دانشمندان بیمارستان عمومی ماساچوست با استفاده از سلول‌های بنیادی توانسته‌اند رگهای خونی مصنوعی تولید کنند که تا 9 ماه در بدن دوام می‌آورند.

در این پژوهش، شبکه‌های رگ‌های خونی بدست آمده از سلول‌های انسانی در سطح مغز موش پرورش داده شد که در آنجا تا 9 ماه مانند رگهای طبیعی به کار پرداختند.تحقیقات پیشین با استفاده از شیوه‌های مشابه نتوانسته بودند رگهای خونی بادوام و دراز مدت را در بدن حیوانات تولید کنند.
به گفته محققان، توانایی ترمیم یا پرورش سلولهای خون جدید می‌تواند پایه درمانهای جدید برای بیماریهایی مانند بیماری قلبی و دیابت باشد.

محققان در این پژوهش که در مجله مجموعه مقالات آکادمی ملی علوم منتشر شده، به توصیف چگونگی استفاده از نوعی از سلول‌های بنیادی انسان برای ساخت سلول‌های پیش‌ساز عروقی که در نهایت به رگهای خونی تبدیل می‌شدند، پرداخته‌اند.

این سلولها پس از کاشته شدن بر روی سطح مغز موشها، طی دو هفته به رگهای خونی کارا تبدیل شده و تا 280 روز به کار خود ادامه دادند.
سلولهای مشابهی که بجای سطح در زیر پوست کاشته شده بودند نیز به رگهای خونی تبدیل شدند اما این نمونه‌ها از طول عمر کمتر برخوردار بوده و نیازمند پنج برابر سلول پیش‌ساز بیشتر برای ادامه فرایند تولیدبودند.

با شنيدن نام سراب معمولا اولين تصاويري كه به ذهن خطور مي كند ، همان صحنه هاي خيال انگيز ويژه ازآب و تاب كارتوني هستندكه همگي كمابيش با آنها آشنا هستيم . مناطق سرسبز و زمين هاي پوشيده از نخل گرمسيري همراه آبگير يا بركه اي زيبا با آب زلال كه البته تمامي به محض رسيدن قهرمان داستان يكباره نيست و ناپديد مي شوند . اما آنچه بخواهيد در واقعيت و به دور از اين خيال پردازي هاي سينياتوري و استادانه سراب را بررسي كنيم بايد پذيرفت كه اين پديده كاملا علمي تقريبا هيچ تناسبي با شكل نمايشي و كارتوني خود ندارد .

به طور كلي در بيشتر انواع اين پديده شيئي چنان بازتاب مي يابد كه گويي بركه اي از آب در آن مكان و زير اين شيئ وجود دارد . در واقع اگر در جستجوي يك سراب واقعي و طبيعي هستند ، بايد سري به مناطق گرمسيري بزنيد و معمول ترين آنها را در بزرگراه ها ودر سطح جاده هاي آسفالته مشاهده كنيد .

سراب از ديدگاه علمي چگونه توجيه مي شود ؟
 اصل و ريشه ي اين پديده را بايد در شيوه ي حركت نور در محيط هاي مختلف و به تبع آن پديده ي شكست و انكسار نور بررسي كرد . همان طور كه مي دانيد پرتوهاي نور در عبور از محيط هايي با غلظت هاي متفاوت تغيير جهت داده و به عبارتي مي شكنند ، مثل عبورنور از هوا به آب و يا از هواي گرمتر به هواي سردتر و علت هم به تغيير سرعت نور در محيط هاي متفاوت بر مي گردد . سراب دقيقاً زماني رخ مي دهد كه شاهد يك جابجايي و تغيير بسيار سريع در چگالي هوا و اتمسفر جو هستيم : يعني زماني كه يك لايه هوا به مقدار نسبتا زيادي گرمتر از سطح مجاورش باشد . اين اتفاق معمولا در روزهاي گرم تابستان روي مي دهد ، به شكلي كه سطح يك جاده آسفالته كه زير تابش مستقيم خورشيد به شدت داغ شده است .لايه هوايي را كه دربالاي آن قرار دارد ، كاملا گرم مي كند و در نتيجه سبب ايجاد تفاوتي فاحش ميان چگالي هواي اين لايه و لايه هاي بالايي آن مي شود . بدين ترتيب با عبور نور از اين سطوح متفاوت جهت آن به سمت بالا تغيير مي يابد و سراب ايجاد مي شود .

براي بارزتر شدن قضيه به اين نكته توجه كنيد كه به طور معمول پرتوهاي بازتابي از يك شيئ مثلا يك خودرو در جهت هاي متعددي درفضا حركت مي كنند و يك جسم تنها در زماني قابل رويت خواهد بود كه گوشه اي از اين پرتوها با مردمك چشم برخورد كنند دريك روز كاملا ابري ، شما تنها همان نوري را مي بينيد كه به طور مستقيم از جسم به سوي چشمانشان بازتاب مي يابد ، اما در روزهاي آفتابي شرايط كمي متفاوت است در اينجا آن پرتوهايي كه به طور مستقيم از شيئي به سوي چشم ها حركت مي كنند همان وضعيت قبلي تكرار مي كنند . اما علاوه بر اين پرتوهايي نيز وجود دارند كه به سمت زمين حركت مي كنند اين پرتوها در عبور از لايه سردتر و چگالي تر بالايي به لايه گرمتر و سبك تر پائيني شكسته و به طرف چشمانش باز مي تابنددر نتيجه اين فرآيند ، شما شاهد 2 تصوير يكسان از شيئ خواهيد بود ، يكي روي جاده و ديگري در سطح آن .

مغز انسان تنها قادر به درك حركت نور در مسير مستقيم است ، بنابراين چنين به نظر مي آيد كه در سطح جاده چاله اي پر از آب وجود دارد كه تصوير دوم حاصل از انعكاس تصوير اول در داخل اينش آب است . از اين نوع سراب به عنوان سراب پائيني و يا فرعي ياد مي شود چرا كه شكل گيري آن در زير خط افق است .

سرابهاي بالاتر و اصلي انواعي هستند كه در بالاي خط افق ظاهر مي شوند . اين نوع سراب در چشم اندازهاي پوشيده از يخ و يا آبهاي بسيار سرد روي مي دهد .

جايي كه يك لايه بسيار سردتر از هوا زير لايه نسبتاً گرمتر قرار گرفته است و همين باعث مي شود سراب خيلي بالاتر از سطح معمول آن ظاهر شود .

مشاهده ي قايق هايي كه در هوا شناورند بر اثر همين شكل سراب است . در اين نوع معمولاً شيئ بازتابي از اندازه هاي اوليه ي خود خارج شده و تصويري غير واقعي و بسيار بزرگتر را به نمايش مي گذارد

کوارک چیست ؟
مدت زيادي اين طور تصور مي شد كه پروتونها و نو ترونها ذرات بنيادي هستند وبنابراين گمان مي رفت مثل تقسيم الكترون ديگرقابل تقسيم نبوده و داراي يك ساختار داخلي نيستند امروزه مي دانيم كه نو كلئونها يا به عبارت ديگر پروتونها و نو ترونها خود از ذرات كوچكتري ساخته شده اند كه كوارك ناميده مي شوند.

انواع کوارک

تا به حال 6نوع كوارك متفاوت شناسايي شده اند با اين همه فقط دو نوع آنها در تشكيل مواد پايدار معمولي نقش مهمي دارند كه عبارت از كوارك u و كوارك D هستند U علامت اختصاري براي بالا (UP) و D علامت اختصاري براي پايين (down) مي باشد . 

اگر روابط ونسبتها در اتمها كه در مقايسه با كواركها بزرگ هستند مهم و چشمگير است اين روابط در كواركها ي كوچك مسلماً مهمتر هستند مثلا كواركها هيچ گاه به تنهايي نقشي را به عهده ندارند بلكه هميشه در گروههاي  2و 3تايي هستند ذراتي كه از 2كوارك تشكيل مي شوند مزون نام دارند ذراتي را كه از 3كوارك دارند بار يون مي نامند كواركها دركنار بار الكتريي اي كه دارند خاصيت مرموز ديگري نيز دارا مي باشند كه رنگ خوانده مي شود كوراكها از ين جهت به قرمز سبز و آبي طبقه بندي مي شود البته از اين طبقه بندي بايد رنگهاي حقيقي را تصور كرد بلكه منظور نوع با ر الكتريكي آنهاست . بنابراين ذرات آزاد معلق درطبيعت بايد هميشه داراي رنگ خنثي و به عبارت ديگر سفيد باشند به شرخ زير اين نتيجه حاصل ي شوديك كوارك قرمز يك كوارك سبر ويك كوارك آبي يك گروه سه تايي مثلا يك پروتون مي سازد. 

همان طور كه تركيب رنگهاي رنگين كمان رنگ سفيد را به وجود مي آورد ازتركيب رنگهاي سه گانه كوارك نيز سفيد به دست مي آيد به اين ترتيب يك ذره سفيد مجاز و پايدار تشكيل مي شود. امكان ديگر اين است كه يك كوارك قرمز با يك ضد كوارك كه رنگ ضد قرمز دارد يك زوج بسازند قرمز و ضد قرمز همديگر را خنثي كرده رنگي خنثي را به وجود مي آورند به هرحال چون اين گروههاي دوتايي (مزونها ) از ماده و پادماده ايجاد شده اندخيلي سر يع فور مي پاشند به اين جهت مزونها پايدار نيستند .

كواركها نوكلئونها را ميسازند وآنها به يكديگر متصل شده هسته اتمها را به وجود مي آروند . هسته هاو الكترونها دراتحاد با يكديگر اتمها را ايجاد مي كنند و اتمها نيز با پيوستن به يكديگر مولكولها ي كوچك و بزرگ از قبيل مولكولهاي آب يا سفيده تخم مرغ را مي سازد. 

ميلياردها مولكول سلولهاي بدن ما را به وجودمي آورند و هرانسان در بدن خود ميلياردها سلول دارد اما با تمام تقاوتهايي كه انسانها ،جانوران ،گياهان سياره ها و يا ستارگان با يكديگر دارند باز هم تمام آنها فقط اط 3ذره زير بنايي ساخته شده اند كه عبارتند از كوراكها U كواركهاي D و الكترونها . 

آيا كوارك ها را مي توان مشاهده كرد؟

روشن است كه كوارك ها را نمي توان مشاهده كرد بلكه مي شود وجود أنها را مثل هسته اتمها از طريق آزمايشهاي فراوان پيچيده اثبات نمود براي اين كار مثل آنچه كه رادرفورد 75 سال پيش براي شناسايي هسته اتم انچام داد عمل مي شود و پرو تونها يا الكترونها ي بسيار پر شتاب مورد اصابت قرار مي گيرند بيشتر الكترونها در اين آزمايش به ندرت تغيير مسير مي دهند ولي تعدادي از 'آنها كاملا از مدار خود خارج مي شوند درست مثل اينكه به گلوله هاي سخت وكوچكي در داخل پرو تونها برخورد كنند اين گلوله هاي بسيار كوچك همان كوارك ها هستند كه در جستجويشان بوده ايم يك بررسي دقيق نشان داده كه پرو تون در مجموع از سه سنگ بناي اوليه اين چنين تشكيل شده است .

نیروی پرقدرت کوارک:

نيروي پرقدرت كوارك كه نيروي رنگ نيز ناميده مي‌شود، از جدا شدن بيش از حد كوارك‌ها‌ي داخل هسته از يكديگر و يا حتي از پرت شدن آنها به خارج جلوگيري مي‌كند. نيروي پرقدرت كوارك يا نيروي قوي ، از طريق ذرات مبادله كننده يا به اصطلاح گلوئون‌ها ، كه بين كوارك‌ها‌ در پرواز هستند، انتقال مي‌يابد. اين نيرو مانند چسب ، پيوستگي بين كواركها را تضمين مي‌كنند.

نيروي هسته‌اي كه پروتونها و نوترونها را در هسته اتم به هم پيوسته نگاه مي‌دارد، در واقع نيروي بنيادي نيست، بلكه نيرويي است كه از نيروي رنگ كوارك‌ها‌ (يعني قويترين نيرويي كه به آن اشاره مي‌شود)، بدست مي‌آيد.

ساختار کربنی مداد

 



همه میکروبها زیان‌آور نیستند و حتی بسیاری از آنها به ما کمک می‌کنند. 
پس میکروبهای بیماری‌زا چه هستند و چگونه به بدن آسیب می‌رسانند؟ 



میکروبهای بیماری‌زا،‌ مانند همه موجودات زنده، برای رشد و تولیدمثل 
به غذا احتیاج دارند. اما نمی‌توانند مانند گیاهان سبز،‌ غذای مورد نیاز 
را خودشان بسازند. بنابراین باید غذای خود را به طور مستقیم یا غیر‌مستقیم 
از دیگر موجودات‌زنده به دست آورند. از این رو،‌ می‌توان فهمید که چرا 
بیماری تولید می‌کنند. بیشتر میکروبهای بیماری‌زا انگل‌هستند؛‌ یعنی در بدن 
جانداران دیگر به سرمی‌برند و از آنها غذا به دست می‌آورند. 



پس از آن که میکروبهای بیماری‌زا به جای مناسبی از بدن وارد شدند،‌ به 
سرعت رشد و تولیدمثل می‌کنند و اگر چیزی جلوی رشد و تولید مثل آنها را 
نگیرد، از راههای گوناگون به بدن آسیب می‌رسانند. یکی از راهها این است که 
مواد درون سلولهای بدن را به جای غذا مصرف می‌کنند. مانند انگل‌مالاریا 
که در گلبولهای‌قرمز رشد و تولیدمثل می‌کند و آنها را از بین می‌برد. 
ویروسها نیز وارد سلولهای گوناگون بدن می‌شوند و با استفاده از مواد درون 
آنها زیاد می‌شوند. ویروسها با این عمل، سلولها را از بین می‌برند. 



راه دیگری که میکروبهای بیماری‌زا به بدن آسیب می‌رسانند، ترشح سم یا “توکسین“ است. این سم‌ها، از طریق جریان‌خون در سراسر بدن پخش می‌شود؛ ‌مانند سم میکروب‌کزاز. 

اشاره شد که اغلب میکروبهای بیماری‌زا،‌ زندگی انگلی دارند و برای رشد و 
تولیدمثل مجبورند در بدن دیگر جانداران زندگی کنند و از آنها غذا به دست 
آورند،‌ پس اگر این میکروبها وارد بدن انسان نشوند و کسی را بیمار نکنند،‌ 
در کجا زندگی می‌کنند؟ 

محل اولیه‌ای که عامل بیماری‌زا در آن وجود دارد، “مخزن“ بیماری نامیده می‌شود. 

بعضی از بیماریها مانند سرخک،‌ آبله،‌حصبه و اوریون، ویژه انسان است؛‌ 
زیرا عامل بیماری‌زا خود را فقط با شرایط بدن انسان وفق داده است. 
بنابراین،‌ انسان تنها مخزن این بیماریها است. از این‌رو،‌ شرط ابتلا به هر 
یک از این بیماریها این است که فرد سالم،‌ یا با انسان آلوده تماس پیدا 
کند یا در معرض تماس با مواد و یا وسائلی قرار گیرد که فرد بیمار آنها را 
آلوده کرده است (مانند لباس،‌ ملحفه و ظرف). 



این بیماریها فقط مخزن انسانی دارند؛‌ ولی مخزن بعضی از بیماریهای 
عفونی که انسان به آنها دچار می‌شود،‌ جانوران مهره‌دار هستند و عامل 
بیماری‌زا از این جانوران به انسان سرایت می‌کند. پس این بیماریها مخزن 
حیوانی دارند. 

بیماریهای‌ عفونی جانوران مهره‌دار، که در شرایط طبیعی به انسان قابل انتقال هستند،‌ "بیماری‌های‌مشترک‌انسان‌و‌حیوان" یا "زئونوز" نامیده‌می‌شوند. 

بیماریهای مشترک انسان و حیوان به چند صورت انتقال می‌یابند: 

هنگامی که قسمتهائی از بدن یک جانور آلوده برای غذا مورد استفاده انسان قرار می‌گیرد؛ مانند دچار شدن به کرم‌کدو که از راه خوردن گوشت نیمه پخته‌ گاو یا خوک آلوده ایجاد می‌شود. 

گاهی حشره‌ای عامل بیماری‌زا را از طریق نیش زدن، از جانور مهره‌دار 
بیمار به انسان منتقل می‌کند. مانندکک که عامل انتقال میکروب طاعون از موش 
به انسان است. به این حشرات “ناقل“ بیماری می‌گویند؛ زیرا سبب انتقال 
بیماری می‌شوند. البته حشرات، 
از راه دیگری هم باعث انتقال بیماریها می‌شوند. برای مثال، مگس از حشراتی 
است که درون و بیرون بدنش اغلب آلوده به میکروب است و هنگامی که روی غذا یا 
ظروف غذاخوری بنشیند مقداری از میکروبها را به آنها منتقل می‌کند. به این 
نوع انتقال،‌ انتقال‌مکانیکی می‌گویند. 



اما همانطور که اشاره شد پشه، کک، شپش و کنه به طریق دیگر سبب انتقال 
بیماری می‌شوند. این حشرات،‌ بیماران را نیش می‌زنند و خون آنها را می‌مکند 
و عامل بیماری‌زا را وارد بدن خود می‌کنند. بعد از آن وقتی که این حشرات 
فرد سالمی را نیش می‌زنند تعدادی از این میکروبها را به بدن او وارد 
می‌کنند. 

کک‌ها بیماری طاعون و نوعی بیماری “تیفوس“ را منتقل می‌کنند. مگسها هم 
سبب انتشار بیماریهائی مانند فلج‌اطفال،‌ حصبه و مسمومیتهای‌غذائی می‌شوند. 
پس ناقل عامل بیماری‌زا موجود زنده‌ای است که معمولا حشره یا بندپا است. 



راه دیگر انتقال عامل بیماری‌زا،‌ گازگرفتن است مانند بیماری “هاری“‌که 
از راه گازگرفتن سگ یا گرگ‌هار در انسان به وجود می‌آید. بیماری هاری هم 
از بیماریهای مشترک انسان و حیوان است. 


هنگامی که جانوران مهره‌دار آلوده، عامل بیماری‌زا را از راه ادرار،‌ 
مدفوع یا شیر خود دفع می‌کنند، محیط‌زیست یا مواد‌غذائی مورد استفاده‌ 
انسان آلوده می‌شود. مثلا“ گاو آلوده به “تب مالت“، ‌از طریق شیر خود،‌ 
انسان را بیمار می‌کند. 

مخزن بعضی از بیماریهای عفونی، طبیعت بی‌جان و بخصوص خاک است. پس این بیماریها "مخزن غیرزنده" دارند. 

وقتی دوچرخه‌سواری می‌کنید،‌ ممکن است به زمین بیفتید و زانویتان زخمی شود. بعضی از میکروبهای موجود در خاک،‌ مثل میکروب بیماری کزاز،‌ از راه پوست زخمی شده، وارد بدن می‌شوند. 

بعضی از عوامل بیماری‌زا خود را با زندگی در خاک و محیط خارج تطبیق می‌دهند و بعضی از آنها برای مقاومت در شرایط نامناسب محیط به "اسپور" یا "هاگ" تبدیل می‌شوند. هاگ مدتها زنده می‌ماند. 

عامل بیماری کزاز، سیاه زخم و یک نوع مسمومیت غذائی به نام "بوتولیسم" از این طریق،‌ مدتها در خاک زنده می‌ماند. 

دانلود
این فیلم در مورد واکنش سدیم و کلر است خیلی جالب است

کانی عبارت است از عناصر یا ترکیبات شیمیایی طبیعی جامد ، همگن ، متبلور و ایزوتروپ با ترکیبات شیمیایی نسبتاً معین که در زمین یافت می‌‌شود. 
اختصاصات کانی ها : 
کانیها را بر اساس خواص مختلفی دسته بندی می کنند این خواص عبارتند از: 
ـ درجه سختی 
ـ لومینسانس 
ـ چگالی 
ـ ماکل 
ـ رخ 
ـ سطح شکست 
ـ خاصیت پیروالکتریسیته 
ـ خاصیت پیزوالکتریسته 
ـ لمس کانی 
ـ رنگ در کانی ها 
ـ رنگ خاکه 
ـ انواع جلا 
ـ شفافیت 
ـ ضربه پذیری 
ـ بو 
ـ مزه 
ـ خواص رادیواکتیویته 
ـ خواص مغناطیسی 
برای سنجش سختی کانی‌های مختلف ۱۰ کانی را به عنوان مبنای سختی انتخاب کرده‌اند و سختی سایر کانی‌ها را نسبت به آنها می‌سنجند.که به ترتیب نرمی به سختی از بالا به پایین عبارتند از : 
۱) تالک 
۲) ژیپس 
۳) کلسیت 
۴) فلوئورین 
۵) آپاتیت 
۶) ارتوز 
۷) کوارتز 
۸) توپاز 
۹) کرندوم 
۱۰) الماس 

کاني فلوئورين يا فلوئوريت به فرمول شيميايي CAF2 مهمترين کاني فلوئور در طبيعت ميباشد که مي توان فلوئور را از آن بدست آورد. اين کاني به رنگ هاي زرد ، سبز ، صورتي, آبي ، بنفش ، بي رنگ و گاهي سياه بوده و در سيستم کوبيک ( مکعبي ) متبلور مي شود. به صورت نيمه شفاف بوده و داراي جلاي شيشيه اي است. 
 

کوارتز یا دُرّ کوهی یکی از پلی‌مورف‌های سیلیس (اکسید سیلیسیم) با ساختار بلوری لوزی‌پهلو است. آب‌های داغ دارای محلول‌های SiO۲ در شکاف‌هاو درزها سرد می‌شوند و رسوب SiO۲ در این مکان‌ها بلورهای زیبای کوارتز را به‌وجود می‌آورند. کوارتز به خوبی در مقابل هوازدگی ازخود مقاومت نشان می‌دهد و در دمای تقریبی ۵۰۰ درجه سانتی‌گراد ذوب می‌شود. 
  

به معنى سبز است كه از كلمه يونانى اسماراگدوس Smaragdos گرفته شده است. 

زمرد از سنگ هاى قيمتى است رنگ آن سبز است كه هر چه پررنگ تر و درخشانتر باشد گرانبهاتر است در برابر حرارت شدید رنگ باخته كدر مى شود و امكان شكستن آن بسيار است. 

زمرد هر چه كمرنگ تر، كدرتر و داراى ترك باشد نامرغوبتر است به همين خاطر گاهى آنها را به صورت دامله يا كابوشن و يا گنبدى مى تراشند. 

برلیان نوعی تراش است که برای سنگ الماس استفاده میشود این نوع تراش فرزند تراشی است به نام تراش سوییسی که برای انواع و اقسام سنگهای مختلف در گذشته استفاده می شده است. در تراش برلیان امروزه سعی بر آن است که هر چه بیشتر از قبل جلوه های بصری سنگ الماس را به نمایش بگذراند و زوایای و نوع برش را به شکلی تنظیم کنند که نور وارده شده به سنگ الماس با صفحات بیشتری از سنگ برخورده کرده و در انتها به چشم ما برخورد کند. برای دست یافتن به این مساله دانشمندان موسسات بزرگ آمریکا و بلژیک همیشه برای بهتر کردن نوع تراش الماس ها تلاش می کنند و سال به سال استاندارهای جدیدی را برای اینکار ارائه می دهند. و در اصل تراشندگان الماس چه کسانی که به روش سنتی مباردت به تراش الماس میکنند و چه کسانی که با دستگاه های پیشرفته بایستی پیرو این استاندار باشند

فیروزه (turquoise) ، فسفات آلومین آبدار می باشد كه مقداری مس در تركیب خود دارد. فرمول شیمیایی فیروزه به صورت Cu Al۶ [ PO۴ ( OH)۲ ] ۴ , ۴(H۲O است. سنگ در برگیرنده آن تراكیت معادل دانه ریز ولكانیكی و نیمه عمق سینیت می باشد كه از نظر تركیب شیمیایی از انواع غنی از كوارتز تا انواع غنی از فلدسپاتوئید تغییر می یابد. 
خواص كانی شناسی : 
این كانی در سیستم تریكلینیك ( رده پیناكوئیدال) متبلور می شود. شكل ظاهری آن به صورت توده ای كوچك ، گرد، كلیوی شكل ، پوششی و قلوه ای شكل می باشد. رخ مشخصی نداشته و اثر خاكه آن بر روی جسم سخت ، سفید و گاهی سبز كمرنگ است . سختی آن در مقیاس موس ۶تا ۵ و چگالی آن بین ۶/۲تا ۷/۲ gr/cm۳ متغییر است. جلای آن مومی تا مات و سطح شكست آن به صورت صدفی بوده و دارای خاصیت شكنندگی است. 

 

شكل های تراش : 
از شكل های تراش فیروزه می توان به انواع مختلفی از جمله كابوشن، مرواریدی یا تسبیحی و كامئو اشاره نمود. 
معدن فیروزه نیشابور: 
این معدن از قدیمی ترین معادن فیروزه در جهان است كه در طول جغرافیایی ۵۸ درجه و ۲۳دقیقه شرقی و عرض ۳۶درجه و ۳۰ دقیقه شمالی در ۵۵ كیلومتری شمال غرب نیشابور واقع شده است. 
انواع فیروزه های موجود در معدن را از نظر معدنی به دو دسته خاكی و سنگی تقسیم می كنند. فیروزه خاكی فاقد سنگ مادر بوده و به علت رنگ بهتر و عدم تغییر آن دارای مرغوبیت بالاتری است. از دیگر انواع فیروزه می توان به فیروزه عجمی كه به صورت گرد و نسبتا درشت و دارای مقادیر كمی سنگ است و یا فیروزه شجری كه از تجمع چند دانه فیروزه در كنار هم در یك قطعه سنگ بوجود می آید و یا چغاله كه دارای رنگ خیلی روشن و نیز توفال كه به رنگ سبز می باشد اشاره كرد. 

در خلال سالهای 1980 ، جهان از خطر گرم شدن کره زمین که در نتیجه پدیده‌ای به نام پدیده گلخانه می‌باشد، آگاهی یافت. این بار سبب اصلی این ضایعه یک محصول جانبی سمی نیست، بلکه محصول اصلی سوختن هیدروکربنها یعنی دی اکسید کربن است. در جو زمین چندین گاز وجود دارد که نقش شیشه را در یک گلخانه دارند. اینها نسبت به نور مرئی خورشید شفاف هستند و اجازه می‌دهند تا این نور به زمین برسد؛ اما نور زیر قرمزی که به طرف خارج از زمین نشر می‌یابد، توسط این گازها به تله افتاده و تبدیل به گرما می‌شود. «گازهای گلخانه‌ای» اصلی ترکیبات CFC متان و سرآمد همه ، دی اکسید کربن است. 

خورشید می‌تابد و زمین را گرم می‌کند. بخشی از نور هنگام ورود به جو منعکس می‌شود و باقی آن وارد اتمسفر شده و به زمین می‌رسد و آن را گرم می‌کند. زمین که گرم شده، شروع به تابش می‌کند. این انرژی در سالهای اخیر بیشتر شده و زمین در حال گرم شدن است. متان و CFC انرژی بیشتری را به دام می‌اندازند، اما دی اکسیدکربن مهم‌ترین بخش گازهای گلخانه‌ای است، زیرا حجم بیشتری از آن در اتمسفر وجود دارد.احتراق سوخت‌های فسیلی ( زغال سنگ، نفت و گاز ) دلیل اصلی ازدیاد بیش از حد دی اکسیدکربن است. اما برخی دیگر از دانشمندان با این نظر مخالفند. آنها می‌گویند که مطالعات انجام شده عموماً بر پایه مدلسازی‌های کامپیوتری است و آب و هوای زمین بسیار پیچیده تر از آن است که بتوان رفتار آن را پیش بینی کرد. اما مطالعاتی که در سال ۲۰۰۱، توسط تیمی از محققان انگلیسی انجام شد، نشان می‌دهد که طبق اطلاعات ماهواره‌ای ۳۰ سال گذشته، تشعشعی که از زمین به فضا فرستاده می‌شود، کاهش یافته‌است. این یعنی اثر گلخانه‌ای همگام با تولید بیشتر گازهای گلخانه‌ای، افزایش پیدا کرده‌است

نقش اثر گلخانه‌ای طبیعی در تعادل گرمایی زمین

این واقعیت که سیاره زمین با لایه ضخیمی از یخ پوشیده نشده است، به‌علت نقش طبیعی اثر گلخانه‌ای است. سطح زمین همان اندازه که با انرژی دریافتی از خورشید گرم می‌شود، با مکانیسم اثر گلخانه‌ای نیز گرم می‌شود. نقش جو برای زمین همانند پتو می‌باشد که در فضایی که پوشش می‌دهد مقداری از گرمای آزاد شده از جسم را حفظ می‌کند و باعث افزایش دما می‌شود.چنانچه جوی در کار نبود و دمای میانگین سطح زمین حدود  بود. در حالیکه به خاطر وجود جو و اثر گلخانه‌ای ، این دمای میانگین  می‌باشد. 

موادی که اثر گلخانه‌ای دارند

• دی اکسید کربن:انسانها و حیوانات با تنفسCO₂پس می‌دهند. سوزاندن زغال و نفت و گاز سالانه 5 میلیون تن کربن وارد جو می‌کند. درختان ، کربن جذب می‌کنند، ولی به علت تخریب جنگلها قدرت آنها در جذب کمتر می‌شود. دی اکسید کربن بهتابش خورشیداجازه رسیدن به زمین را می‌دهد، ولی از خروج تابش جلوگیری می‌کند. هر چند اقیانوسها میلیونها تن از کربن را جذب می‌کنند، ولی امروزه کربن بیشتر و سریعتر از جذب آن تولید می‌شود. دی اکسید کربن 72 درصد اثر گلخانه‌ای دارد.
• دی اکسید نیتروژن:کود نیتروژن دار در رطوبت خاک حل می‌شود و تولید گاز دی اکسید نیتروژن را می‌کند که 5 درصد گلخانه‌ای جو را تشکیل می‌دهد.
• متان:گاز متان اثر گلخانه‌ای دارد که از سنتز مواد آلی تولید می‌شود و شامل 10 درصد اثر گلخانه‌ای است.
• گازهای سرد کننده:برخی از گازهای بی اثر از جمله هلیوم و نیز هیدروژن از خود اثر گلخانه‌ای نشان می‌دهند که 13 درصد گلخانه‌ای جو را شامل هستند.
• بخار آب:بخار آب سهم قابل توجهی در گلخانه‌ای جو ندارد.

برخی از دانشمندان معتقدند که با افزایش کارخانه‌ها و فعالیتهای صنعتی و استفاده بیش از حد از سوختهای فسیلی ، افزایش استفاده از وسایل نقلیه ، از بین رفتن جنگلها و مراتع میزان گازهای گلخانه‌ای چون دی اکسید کربن افزایش یافته است که این امر می‌تواند موجب گرم شدن زمین شود. هر چند فرضیه گرم شدن کره زمین هنوز بطور کامل اثبات نشده است، اما افزایش میزان دی اکسید کربن و اثر گلخانه‌ای امری غیر قابل انکار است. 

اثر گلخانه‌ای و گرم شدن زمین

با افزایش میزان آلاینده‌های جوی و پدید آمدن اثر گلخانه‌ای ، دانشمندان پیش‌بینی کرده‌اند که میانگین دمای هوا در نتیجه افزایش میزان دی‌اکسید کربن و سایر گازهای گلخانه‌ای ، به اندازه چند درجه افزایش خواهد یافت و این افزایش دما ، روی آب و هوا ، محیط زیست و اکوسیستم‌های مختلف کشورهای جهان تأثیر خواهد گذاشت. دانشمندان معتقدند که گرم شدن کره زمین از مدتها پیش در جریان بوده است و بطور عمده ، علت افزایش دما به اندازه دو سوم یک درجه سانتیگراد از سال 1860 به بعد ، افزایش گازهای گلخانه‌ای می‌باشد.گرم شدن زیاد هوا باعث ذوب توده‌های یخ در قطب شمال و جنوب می‌شود. سطح آب اقیانوسها و دریاها بالا می‌آید و این امر باعث به زیر آب رفتن سواحل پست و دلتاها و برخی جزایر خواهد شد. طول دوره‌های خشکسالی افزایش می‌یابد و در برخی مناطق میزان محصولات کشاورزی کم می‌شود. با بالا آمدن آب دریا عده زیادی از مردم به علت سیل خانه و کاشانه خود را از دست می‌دهند.

سوختهای کثیف

زغال سنگ در هنگام سوختن دی اکسید کربنتولید می‌کنند، این گاز یکیاز گازهای گلخانه‌ای است کهمی‌تواند منجر به گرم شدندمای زمین شود.

در تمام دنیا تولید برق از منابع گوناگون رو به افزایش است. سازمان انرژی آمریکا پیش بینی می‌کند که از سال ۲۰۰۴ تا ۲۰۳۰ پیشرفت قابل توجهی در میزان تولید برق جهان مشاهده خواهد شد.تولید برق در دنیا هر سال حدود ۴/۲درصد افزایش می‌یابد. بنابراین طبق برآوردهای صورت گرفته از ۱۶ میلیارد و ۴۲۴ میلیون کیلووات ساعت در سال ۲۰۰۴ به ۳۰ میلیارد و ۳۴۶ میلیون کیلووات ساعت در سال ۲۰۳۰ می رسد. همچنین بیشترین تقاضا برای برق مصرفی از سوی کشورهای بیرون از سازمان همکاری اقتصادی و توسعه است. با وجود اینکه کشورهای غیر عضو سازمان همکاری اقتصادی و توسعه ۲۶درصد کمتر از کشورهای عضو این سازمان در سال ۲۰۰۴ برق مصرف می کنند ولی کل تولید برق در حوزه کشورهای غیر عضو سازمان اقتصادی و توسعه در سال ۲۰۳۰ فراتر از تولید در کشورهای عضو این سازمان خواهد شد. بدین ترتیب انتظار می‌رود در کشورهای غیر عضو سازمان همکاری اقتصادی و توسعه از سال ۲۰۰۴ تا سال ۲۰۳۰ نرخ سالانه ای معادل ۳برابر نرخ سالانه‌ی کنونی رشد تقاضا داشته باشیم. این تفاوت در عین حال که حاکی از رشد نسبی تاسیسات زیرساختی تولیدات برق در بیشتر کشورهای توسعه یافته عضو سازمان همکاری اقتصادی و توسعه است، نشان دهنده افزایش کند میزان جمعیت در این کشورها در ۲۵ سال آینده نیز می‌باشد. به علاوه رشد بالای میزان تقاضا در کشورهای غیر عضو سازمان همکاری اقتصادی و توسعه به این معنی است که استانداردهای زندگی و استفاده از وسایل روشنایی و سایر وسایل برقی مدرن در این کشورها افزایش قابل توجهی یافته است. طبق مقایسه‌ انجام شده تولید برق در کشورهای غیر عضو سازمان همکاری اقتصادی و توسعه به ۵/۳ درصد رشد خواهد یافت که این رقم در مقایسه با ۳/۱ درصد رشد تولید برق در کشورهای عضو سازمان معنی‌دار خواهد بود. تولید برق شامل ایجاد و خلق انرژی برق می شود که با استفاده از توربین های متصل به ژنراتورهای برقی صورت می‌گیرد. این توربین های مکانیکی بیشترین برق تجاری مورد نیاز را تامین می کنند. در درون توربین ها مایعی به عنوان حامل انرژی وجود دارد. این مایع ها عمدتا از بخار آبی حاصل می شوند که توسط انرژی حاصل از انشقاق و شکاف هسته ای یا گرمای حاصل از سوختن سوخت‌های فسیلی (زغال سنگ، گاز طبیعی یا نفت) به نقطه جوش می رسد. البته در حال حاضر تعدادی از نیروگاههای جدید از خورشید به عنوان منبع حرارت استفاده می کنند؛ شیارهای سهمی شکل خورشیدی و برج‌های انرژی خورشیدی نورخورشید را برای گرم کردن این مایع و تولید بخار ازآنبه کار می برند.                           منبع تجدید پذیر دیگری که برای تولید گرما و به حرکت در آوردن توربین ها از آن استفاده می‌شود انرژی گرمایی زمین است. بخار تحت فشار حرارت زیرزمینی از زمین بیرون آمده و توربین ها را به حرکت در می آورد. پره های توربین آبی که توسط آب جاری از سد های برق آبی یا نیروهای ناشی از جزر و مد به حرکت در می آیند منبع دیگری برای تولید برق هستند.                                                                اکثر توربین های بادی از بادهایی که به طور طبیعی می وزند برق تولید می کنند. برج های خورشیدی هم از بادی که به طور مصنوعی درون دودکش ها با حرارت ناشی از نور خورشید جریان دارند کار می کنند. توربین های گازی هم مستقیما بوسیله گازهای ناشی از سوخت نفت یا گاز طبیعی به حرکت در می آیند. از سوی دیگر نیروگاههای سیکل ترکیبی نیز با بخار و گاز فعالیت می کنند. آنها از سوختن گاز طبیعی در توربین های گازی انرژی تولید کرده و از گرمای اضافی این سوخت برای تولید برق از بخار استفاده می‌کنند. این نیروگاهها بازدهی بالای ۶۰در صد دارند. از انواع دیگر تکنولوژی های مورد مطالعه برای تولید برق می توان به تولید Solid-state اشاره کرد که سهم ویژه ای در مصارف و نیازهای سیار و متحرک دارد. فضای مورد استفاده ی آنها عمدتا ابزارهای ترموالکتریک (TE ) هستند. با وجود اینکه سیستم‌های گرما یونی ( TI) وThermophotovoltaic TPV به اندازه سیستم های TE پیشرفت کرده اند ولی چنان که انتظار می رود سیستم های TE نسبت به سیستم های TI و TPV در دماهای پایین تری به کار می روند. وسایل پیزوالکتریکی نیز برای تولید انرژی از نیروی کشش مکانیکی استفاده می کنند. Betavoltaic ها نوع دیگری از ژنراتورهای انرژی Solid-state هستند که برق را از واپاشیدن اشعه رادیو اکتیو تولید می کنند. همچنین تولید برق Magnetohydrodynamic) MHD)(حرکت آبی ماگنتو) مبتنی بر مایع به عنوان روشی برای تولید انرژی برق از راکتورهای هسته ای و نیز سیستم های احتراقی معمول مورد مطالعه قرار گرفته است. تولید برق الکترو شیمیایی نیز در مصارف قابل انتقال بسیار مهم است. در حال حاضر بیشترین میزان انرژی الکتروشیمیایی از سلول های الکتروشیمیایی بسته ( باتری ها ) به دست می آید که مسلما بیشتر به عنوان سیستم های ذخیره عمل می کنند تا سیستم های تولید. اما مطالعه و تحقیق برای گسترش سیستم های الکتروشیمیایی که تحت عنوان سلول های سوختی شناخته شده اند در چند سال اخیر افزایش قابل توجهی یافته است. سلول های سوختی می توانند برای استخراج انرژی چه از سوخت های طبیعی و چه از سوخت های مصنوعی ( به طور عمده هیدروژن الکترولیتی ) به کار روند. بنابراین می تواند هم به عنوان سیستم های تولیدی و هم به عنوان سیستم وابسته از آن استفاده کرد.

آتشفشان یک ساختمان زمین شناسی است که به وسیله آن مواد آتشفشانی ( به صورت مذاب ، گاز ، قطعات جامد یا هر سه) از درون زمین به سطح آن راه می یابند. انباشتگی این مواد در محل خروج، برجستگی هایی به نام کوه آتشفشان ایجاد می نماید.

آتشفشان یکی از پدیده های طبیعی و دائمی زمین شناسی است که در طول تاریخ زمین شناسی نسبتا بدون تغییر باقی مانده و در ایجاد، تحول و تکامل پوسته و گوشته زمین نقش اساسی داشته و دارد.

مواد مذاب توسط نیروی ارشمیدس یا فشار گازها و به دلیل سبك‌تر بودن ماگما از سنگ های اطراف خود به بالا رانده می‌شود و در نهایت در نواحی از پوسته كه ضعیف می‌باشد پوسته را شكسته و ماده مذاب به سطح زمین می‌رسد.

مواد مذابی كه در زیرزمین قرار دارند و از طریق دودكش یا لوله آتشفشانی به طرف بالا حركت می‌نمایند اصطلاحاً ماگما ‌نامیده می‌شوند. بعد از اینكه این ماگما از آتشفشان فوران نموده با آن لاوا (گدازه) گفته می‌شود.

گدازه هنگامی كه از دودكش به خارج حركت می‌نماید ماده گداخته سرخ و متخلخلی می‌باشد اما در اثر سرد و اكسید شدن به رنگ قرمز تیره، خاكستری و یا رنگ های دیگر تغییر می‌نماید. گدازه‌های خیلی داغ، دارای گاز فراوان همچنین حاوی آهن و منیزیم به صورت سیال بوده و جریانی نظیر قیر داغ دارند. در صورتی كه گدازه‌های سردتر، با گاز كم و درصد بالای سیلیس و سدیم و پتاسیم جریان آرامی نظیر حركت عسل غلیظ روی شیب دارند.

ماده مذاب موجود در زیرزمین كه در حال صعود به طرف قسمت های بالای پوسته زمین می‌باشد حاوی بلورها، قطعات سنگ های دربرگیرنده گازهای محلول می‌باشد و این ماده مذاب عمدتاً حاوی اكسیژن، سیلیس، آلومینیوم، آهن، منیزیم، كلسیم، سدیم، پتاسیم، تیتانیم و منگنز می‌باشد. البته ماگماها ممكن است دارای عناصر دیگر به صورت جزئی ‌باشند.

با سرد شدن به آرامی ماگما، بلورهای كانی های مختلف تشكیل شده و در نهایت كل ماگما به صورت جامد در آمده و سنگ های آذرین درونی و یا سنگ های ماگما‌تیك را ایجاد می‌نماید. پس از بلوری شدن نهایی و سنگی شدن ممكن است این توده‌ها تحت تأثیر عواملی نظیر فرسایش پس از هزاران و میلیون‌ها سال در سطح زمین نمایان شود و بدین‌ترتیب توده‌های بزرگ از سنگ های آذرین درونی ظاهر می‌شوند. مثلاً گرانیت الوند همدان و یا گرانیت علم‌كوه از مثال های بارز در این رابطه می‌باشد.

ماگما دارای گازهای حل شده می‌باشد و با بالا آمدن ماگما به سطح زمین چون فشار طبقات بالایی كاهش می‌یابد این گاز آزاد شده و در نهایت اگر فشار گاز كافی باشد به آتشفشان حالت انفجاری می‌دهد. هرگاه گدازه به صورت سیال باشد و دارای گرانروی پایین باشد، گازهای موجود در‌آن به راحتی آزاد می‌شوند و آتشفشان به صورت آرام با خروج گدازه سیال به فعالیت خود ادامه دهد. ولی در صورتی كه گدازه ضخیم بوده و دارای گرانروی بالا باشد خروج گاز از ماگما به سختی انجام می‌شود و تراكم گاز در گدازه منجر به انفجار شده و آتشفشان‌های انفجاری را ایجاد می‌نماید.

گازهای موجود در گدازه را می‌توان با گاز موجود در یك شیشه نوشابه مقایسه نمود. هنگامی كه انگشتمان را روی درب شیشه گذاشته و آن را به شدت تكان می دهیم گاز جدا شده از نوشابه به صورت حباب‌هایی ایجاد می‌شود و هر گاه انگشتمان را به صورت ناگهانی برداریم محتویات داخل نوشابه به بیرون فوران خواهد نمود. گازهای داخل ماگما نیز چنین رفتاری را از خود نشان می‌دهند.

جدایش شدید گازها از گدازه ممكن است تولید سنگی بنام پومیس را نماید. این سنگ به علت وجود حبابهای گاز در آن بسیار سبك بوده و بر روی آب شناور می‌باشد.

در بسیاری از آتشفشان های انفجاری شدت انفجار آنقدر زیاد بوده كه مقداری از مواد تشكیل دهنده آتشفشان به هوا پرتاب شده و بمب‌ها و خاكسترهای‌آتشفشانی و گردوغبار آتشفشان ها را تشكیل ‌دهند.

از نظر زمین‎شناسی 4 دسته آتشفشان وجود دارد:

1. مخروط خاكستر

2. مسطح

3. مركب

4. گنبد گدازه

1. مخروط خاكستر : از ساده‎ترین نوع آتشفشان‎ها است كه بر اثر منجمدشدن گدازه‎های بیرون ریخته از آتشفشان تشكیل شده است.

2. مسطح : از گدازه سیاه تشكیل شده و از تراكم متناوب مواد گدازه بوجود می‎آید.

3. مركب : این آتشفشان مجموعه‎ای است از گدازه سیاه و خاكستر و ارتفاع آن تا هشت هزار پا نیز می‎رسد (مانند كوه فوجی یاما در ژاپن)

4. گنبد گدازه : گدازه بسیار ضخیم تشكیل شده و بجای جاری شدن در بالای آتشفشان انباشته می‎شود.

علیرغم خطارت و زیان‎هایی كه از ناحیه آتشفشان‎های جهان متوجه انسان و محیط زیست او می‎گردد جمعیت زیادی در این مناطق سكونت دارند. وجود خاك‎های حاصلخیز، چشمه‎های آب گرم، معادن غنی و ارزشمند، ذخایر گوگرد عوامل این مسئله هستند.

آتشفشان:

1.حجره بزرگ تفتالی

2. سنگ‌بستر

3. مجرا

4. پایه

5. آذرین‌لایه

6. مجرای فرعی

7. لایه‌های خاکستر فوران‌شده

8. گُرده

9. لایه‌های گدازه

10. گلو

11. مخروط انگلی

12. جریان گدازه‌ای

13. دودکش

14. دهانه

15. ابر خاکستر

بزرگترین آتشفشان کرهء زمین بزرگترین آتشفشان کره زمین مونالوآ نام دارد که بخشی از جزایر هاوایی را تشکیل می‌دهد. محیط قاعده مخروط این آتشفشان 600 کیلومتر و قله آن نسبت به کف اقیانوس که آن را احاطه کرده‌است 10 کیلومتر ارتفاع دارد..

بزرگترین آتشفشان کشف بشر بزرگترین آتشفشانی که تا کنون به وسیله بشر کشف شده‌است، الیمپوس مونز یا کوه المپوس نام دارد که در بهرام واقع است. شواهد به دست آمده از طریق عکس‌برداری‌های سفینهء فضایی نشان می‌دهد که ارتفاع این آتشفشان احتمالاً 23 کیلومتر بوده و کالدرای آن نیز 65 کیلومتر عرض دارد.

الماس یکی از سنگ‌های قیمتی و یکی از آلوتروپهای کربن است که در فشارهای بالا پایدار است.

آلوتروپ دیگر کربن گرافیت نام دارد.

الماس در حالت پایدار دارای ساختار بلندروی (مکعبی) است. الماس ساختار منشوری نیز دارد که

این ساختار بصورت شبه‌پایدار در طبیعت به صورت کانی لونسدالنیت وجود دارد.

الماس از واژه ادَماس {{به یونانی|ἀδάμας}و به معنای "نشکن"} گرفته شده‌است.

خواص و ویژگی های الماس

• الماس در بین جامدات در دمای ۲۵ درجه بالاترین رسانایی گرمایی را دارد. (هدایت گرمایی آن ۵ برابر مس است)
• الماس مادهٔ نوری ایده‌آلی است که توانایی انتقال طیف نوری فروسرخ تا فرابنفش را دارا است.
• شاخص بازتابش بسیار بالایی دارد.
• خواص نیمه‌رسانایی قابل توجهی دارد. شکست الکتریکی آن بطور متوسط ۵۰ برابر نیمه‌رساناهای متداول است.
• در برابر تابش نوترونی به‌شدت مقاوم است.
• سخت‌ترین مادهٔ شناخته شده‌است.
• در مجاورت هوا روانی طبیعی فوق‌العاده‌ای دارد (مانند تفلون)
• استحکام و صلبیت بسیار بالایی دارد.

تولید الماس مصنوعی

الماس بطور طبیعی تحت فشارهای زیاد اعماق زمین و در زمانی طولانی شکل می‌گیرد.

اما در آزمایشگاه می‌توان به کمک دو فرآیند مجزا در زمانی بسیار کوتاهتر الماس تولید کرد.

فرآیند فشار بالا _ دما بالا (HP HT) اساساً تقلیدی است از فرآیند طبیعی شکل گیری

الماس در حالی که فرآیند رسوب گیری بخار شیمیایی (CVD) دقیقاً خلاف آن عمل می‌کند.

در واقع CVD بجای وارد کردن فشار به کربن برای تولید الماس با آزاد گذاشتن اتمهای کربن

به آنها اجازه می‌دهد با ملحق شدن به یکدیگر به شکل الماس در آیند.(لوزی یا مربعی شکل)

این دو تکنیک برای اولین بار در دهه ۱۹۵۰ کشف شدند. به گفته باتلر که هفده سال روی

تولید الماس با استفاده از تکنیک cvh کار کرده‌است «از آنجا که پیشگامان تولید الماس بدون

فشار بالا در دهه ۱۹۵۰ با تمسخر سایرین از میدان به در شدند. تکنولوژی CVD هنوز دوران

کودکی‌اش را سپری می‌کند.» هر دو فرآیند قادرند با سرعتی خیره کننده الماسهایی با کیفیت

جواهر تولید کنند، اما در نهایت این فرآیند CVD است که بخاطر کنترل ساده ناخالصی و اندازه

محصول برای تکنولوژی‌های الکترونیکی مناسب‌ترین خواهد بود.

فرآیند CVD با قرار دادن ذره بسیار کوچکی از الماس در خلأ آغاز می‌شود. سپس گازهای

هیدروژن و متان به محفظه خلأ جریان می‌یابند. در ادامه پلاسمای تشکیل شده باعث شکافته

شدن هیدروژن به هیدروژن اتمی می‌شود که با متان واکنش می‌دهد تا رادیکال متیل و اتمهای

هیدروژن بوجود آیند. رادیکال متیل نیز به ذره الماس می‌چسبد تا الماس بزرگ شود. رشد الماس

در تکنیک CVD، فرآیندی خطی است، بنابراین تنها عوامل محدودکننده اندازه محصول در این روش

بزرگی ذره ابتدایی و زمان قرار دادن آن در دستگاه است.

انواع الماس

الماس طبیعی  :  هنوز اساساً تنها منبع جواهرات بوده و بالاترین بها را دارد.

الماس سنتزی فشار بالا   :  سهم گسترده‌ای از بازار صنعت را به خود اختصاص داده‌است. به عنوان ساینده و ابزار برشی و ماشینکاری به کار می‌رود.

الماس سی‌وی‌دی (CVD)  :  پتانسیل‌های زیادی برای کاربرد در صنعت دارد ولی هنوز بصورت آزمایشگاهی تولید می‌شود.

کربن شبه-الماس (DLC)  :  اخیراً تولید شده اما دارای کاربردهایی در زمینهٔ ابزار نوری دقیق است

نئون یک عنصر شیمایی جدول تناوبی است که نماد آن Ne بوده ، عدد اتمی آن 10 می‌باشد. نئون تقریباً یک گازنجیب بی‌حرکت و بی‌رنگ می‌باشد که اگر در لوله‌های خلاء و یا لامپهای نئون بکار برده شوند، نور مایل به قرمز واضحی را تولید می‌کند. 
نئون که یونانی آن ، Neos به معنی جدید می‌باشد، توسط "William Ramsay" و "Morris Travers" در سال 1898 کشف شد.

نئون معمولا به شکل گاز با مولکولهایی که حاوی یک اتم نئون می‌باشند، یافت می‌شود. نئون که از گازهای نادر است، در قسمت اول اتمسفر زمین در ارتفاع 65000 متری یافت میؤ‌شود که با سرد کردن هوا و تقطیر آن ، می‌توان مایع برودتی نئون را بدست آورد. 
نئون دومین گازنجیب سبک بوده که در لامپهای خلاء ، نور نارنجی مایل به قرمز از خود ساطع می‌کند. نئون در بیشتر موارد به‌عنوان خنک کننده ارزانتری در مقایسه با هلیوم در نظر گرفته می‌شود. نئون در میان گازهای کمیاب در ولتاژ معمولی بیشترین تخلیه را دارد.

کاربردها

• نور نارنجی مایل به قرمزی که لامپ نئون ساطع می‌کند، به‌طور بسیار گسترده ای در علائم تبلیغاتی استفاده می‌شود. نئون معمولا برای بوجود آوردن این گونه نورها استفاده می‌شود و این در حالی است که بسیاری از گازهای دیگر برای تولید نور با رنگهای دیگر استفاده می‌شود.
  
  
• شاخص اندازه‌گیری ولتاژ بالا
  
  
• بازدارنده برقی
  
  
• تونل اندازه گیری موج
  
  
• لامپ تلویزیون
  
  
• نئون و هلیوم برای تولید گازهای لیزری نیز استفاده می‌شوند.
  
  
• نئون مایع ، مصرف اقتصادی داشته ، به‌عنوان عامل خنک کننده در سیستمهای برودتی استفاده می‌شود.

  ترکیبات

  اگر چه نئون در بسیاری از موارد عملی یک گاز بی‌اثر است، اما در ترکیب با فلوئور در آزمایشگاه ، ترکیبات رنگین جالبی را بوجود می آورد. این عمل باعث شده که تصور شود که ترکیب نئون بصورت طبیعی وجود دارد، اما مدارک و شواهد می‌گویند که این فرضیه ممکن است درست باشد و ممکن است صحیح نباشد. یونهای ⁺Ne و ⁺NeH و ⁺NeAr و ⁺HeNe نیز درطیف سنجی جرمی مشاهده شده‌اند. همچنین نئون می‌تواند یک هیدرات ناپایدار را بوجود آورد. 
  نئون سه ایزوتوپ پایدار دارد: Ne-20 (%90.48) , Ne- 21(%0.27) , Ne-22(%9.25). 
  Ne- 21 و Ne- 22 نوکلئوژنیک (nucleogenic) بوده ، اختلاف آنها به‌خوبی مشخص می‌شود. اما Ne- 20 به‌صورت نوکلئوژنیک (nucleogenic ) شناخته نشده و تغییرات آن در زمین مورد بحث و بررسی می‌باشد. اصلی‌ترین واکنشهای شیمیایی که ایزوتوپهای نئون را بوجود می‌آورند، عبارتند از: واکنشهای ارسال نوترون ، فروپاشی آلفا ( انتشار بار الکتریکی خنثی و از بین رفتن آلفا ) در Mg-24 و Mg-25 که Ne- 21 و Ne- 22 را تولید می‌کنند.
  
  ذرات آلفا از اورانیوم حاصل می‌شوند، در حالی‌که نوترونها از طریق واکنش دوم ذرات آلفا تولید می‌شوند. تجزیه ایزوتوپی سنگهای خاکی ، پیدایش اولیه Ne-21 را نشان می‌دهد. این ایزوتوپ توسط واکنشهای هسته‌ای بر Mg ، Na ، Si و Al بوجود می‌آیند. با تجزیه سه ایزوتوپ ترکیبات اولیه از نئون ماگمایی و نئون هسته‌ای تعیین می‌شود. این عمل به ما نشان می‌دهد که نئون ، یک ابزار مناسب جهت تعیین دوره زمین شناسی سنگی و شهاب سنگی می‌باشد.

  

  نئون نیز همانند زنون از گازهای آتشفشانی بوده که با Ne-20 و Ne-21 غنی شده‌اند. حجم ایزوتوپی نئون با توجه به نمونه‌های بدست آمده به ما نشان می‌دهد که نئون منبعی غیر جوی دارد. ترکیبات غنی شده Ne-20 از عناصر اولیه گازهای نادر در زمین بوده که احتمالاً معرف نئون خورشیدی می‌باشند. Ne-20 غنی شده همچنین در الماسها وجود دارد که دلیلی دیگر بر وجود نئون خورشیدی در زمین می‌باشد.