پیل سوختی چیست؟

پیل سوختی یک سیستم الکتروشیمیایی است که انرژی شیمیایی سوخت - عموما" هیدروژن (و یا متانول) و هوا را به طور مستقیم به انرژی الکتریکی تبدیل می‌کند. این مولد انرژی دارای بازده بالایی است. بازده بالای این سیستم منتج از دوری جستن از چرخه کارنو است. در پیل سوختی هیدروژن در قسمت آند اکسید شده و به پروتون و الکترون تقسیم می‌شود. الکترون تولیدی جریان الکتریسیته را موجب می‌گردد. پروتون با عبور از غشاء تبادل یون به سمت کاتد رفته و در حضور کاتالیزور با اکسیژن هوا و الکترون بازگشتی از پیل به آب تبدیل می‌شود و بدینترتیب هیچ آلودگی به وجود نمی‌آید .  

 

اگر مایل به داشتن اطلاعات بیشتر در مورد پیل های سوختی هستید می توانید فایل word زیر را دانلود کرده و مطالعه کنید . 

 

 

پیل سوختی چیست؟

نوبل فیزیک 2009

سه فیزیکدان 9 اکتبر (14 مهر) به خاطر کارشان در زمینه نورشناسی رشته‌ای (fibre optics) و حسگری الکترونیکی نور که به ایجاد انقلابی در تکنولوژی اطلاعات یاری رساند،‌ جایزه نوبل فیزیک 2009 را دریافت کردند

به گزارش خبرگزاری فرانسه هیات داوران جایزه نوبل چارلز کائو، ویلارد بویل و جرج اسمیت را  به خاطر نقش‌شان در دگرگونی ارتباطات از تکنولوژی سیم-مسی و نامه‌های پستی به عصر اینترنت، ای‌میل و اس‌ام‌اس، به عنوان 'استادان نور' مورد تقدیر قرار داد.

بیانیه هیات داوران می‌گوید: 'جایزه امسال نوبل فیزیک برای دو دستاورد علمی اعطا می‌شود که به شکل دادن بنیادهای جوامع شبکه‌ای امروز یاری رسانده‌اند.'

برندگان جایزه نوبل فیزیک 2009- از راست به ترتیب اسمیت - بویل - کائو


بیانیه می‌افزاید: 'کار این دانشمندان به ایجاد بسیاری از ابداعات کاربردی در زندگی روزمره انجامیده و ابزارهای جدید برای اکتشاف علمی را فراهم کرده است.'

هیات داوران نوبل می‌گوید یکی از این دستاوردها، کابل فیبر نوری است که امکان انتقال داده‌‌‌‌ها را با سرعت نور امکان‌پذیر می‌کند و دیگری حسگر نوری دیجیتال است که همان 'چشم الکترونیکی' دوربین‌های دیجیتال است.

برندگان جایزه نوبل فیزیک 2009- از راست به ترتیب اسمیت - بویل - کائو

کائو، که ملیت انگلیسی و آمریکای دارد، و در هنگ‌کنگ زندگی می‌کند،‌ نیمی از جایزه نوبل امسال را به خاطر دستاورد راهگشایش در استفاده فیبرهای شیشه‌ای برای ارتباط نوری دریافت کرد.

هیات داوران نوبل می‌گوید: 'اگر قادر باشید تمام فیبرهای نوری موجود در جهان را باز کنیم و دور کره زمین بکشیم، به رشته‌ای واحد به طول یک میلیارد کیلومتر می‌رسیم که می‌تواند 25000 بار دور کره زمین را بپیچد- و هر ساعت 10000 کیلومتر بر طول این شبکه فیبرهای نوری افزوده می‌شود.

به گفته هیات داوران نوبل، کشف کائو - که اکنون 75 سال است- در سال 1966 این امکان را فراهم کرد که امروزه 'متن‌، موسیقی، تصاویر و ویدئو را بتوان در کسری از ثانیه به دور کره زمین فرستاد.'

بویل، 85 ساله شهروند کانادا و آمریکا، و اسمیت 79 ساله آمریکایی نیمه‌ دیگر جایزه را به خاطر اختراع یک مدار نیمه‌هادی تصویربرداری - حسگر ' CCD‍‍ ' - دریافت کردند که همان 'چشم الکترونیکی' دوربین دیجیتال است.

CCD که نور را به سیگنال های الکتریکی بدل می‌کند و در سالا 1969 اختراع شد، از نظریه فتو- الکتریک اینتشتین - برنده جایزه نوبل 1921- الهام گرفته بود.

 کمیته نوبل می گوید: 'این وسیله انقلابی در عکاسی ایجاد کرد، زیرا اکنون می‌شد نور به جای استفاده از  فیلم به صورت الکترونیکی ثبت کرد.'

http://hamshahrionline.ir/images/upload/news/posa/8807/nobel-physics.jpg


تکنولوژی CCD همچنین در بسیار وسائل پزشکی مانند آنهایی که برای تصویربرداری از درون بدن به مقاصد تشخیصی یا درمانی به کار می‌روند، مورد استفاده است.

اغلب دوربین‌های دیجیتال امروزی از حسگرهای کارآمدتر CMOS استفاده می‌کنند،‌ گرچه حسگر CCD  هنوز برای عکاسی پیشرفته به کار می‌روند.

این دو برنده جایزه نوبل همه دوران کاری‌ان را در آزمایشگاه‌های بل در نیوجرسی در آمریکا گذراندند.

برندگان جایزه نوبل یک مدال طلا، یک دیپلم افتخار و یک میلیون کرون سوئد (1.42 میلیون دلار)‌دریافت می‌کنند که میان برندگان جایزه تقسیم می‌شود.


۶ حالت ماده

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 .
اشکال ماده به طور کلی عبارتند از : جامد ,مایع ,گاز ,پلاسما و ماده چگال بونز -انیشتین- و حالت تازه کشف شده یعنی ماده چگال فرمیونی  

   

بقیه در ادامه مطلب

ادامه مطلب ...

پزشکى هسته اى

نگاهى به مبانى و کاربردها پزشکى هسته اى در ادامه مطلب 

ادامه مطلب ...

همه چیز درباره کیک زرد

کیک زرد یا Yellowcake که بنام اورانیا (Urania) هم شناخته می شود در واقع خاک معدنی اورانیوم است که پس از طی مراحل تصفیه و پردازشهای لازم از سنگ معدنی آن تهیه می شود. تهیه این ماده به منزله رسیدن به بخش میانی از مراحل مختلف تصفیه سنگ معدن اورانیوم است و باید توجه داشت که فاصله بسیار زیادی برای استفاده در یک بمب اتمی دارد.

روش تهیه کیک زرد کاملآ به نوع سنگ معدن بدست آمده بستگی دارد، اما بطور معمول از طریق آسیاب کردن و انجام پردازش های شیمایی بر روی سنگ معدن اورانیوم، پودر زبر و زرد رنگی بدست می آید که قابلیت حل شدن در آب را ندارد و حدود ۸۰% غلظت اکسید اورانیوم آن خواهد بود. این پودر در دمایی معادل ۲۸۷۸ درجه سانتیگراد ذوب می شود.

روش تهیه

در ابتدا سنگ معدن توسط دستگاههای مخصوصی خرد شده آسیاب می شود و پس از آن برای جدا سازی اورانیم و بالا بردن خلوص خاک سنگ، آنرا در حمامی از اسید سولفوریک، آلکالاین و یا پراکسید می خوابانند، این عمل برای بدست آوردن اورانیوم خالص تر صورت می گیرد.

پس از این محصول بدست آمده را خشک و فیلتر می کنند و نتیجه آن چیزی خواهد شد که به کیک زرد معروف است. امروزه روشهای جدیدی برای تهیه این پودر اورانیوم وجود دارد که محصول آنها بیشتر از آنکه زرد باشد به قهوه ای و سیاه نزدیک است، در واقع رنگ ماده بدست آمده به میزان وجود ناخالصی ها در این پودر دارد.

نهادن این نام بر روی این محصول به گذشته بر می گردد که کیفیت روشهای خالص سازی سنگ معدن مناسب نبود و ماده بدست آمده زرد رنگ بود.

مواد تشکیل دهنده کیک زرد

قسمت بیشتر کیک زرد (معادل ۷۰-۹۰ درصد وزنی) شامل اکسید های اورانیوم با فرمول شیمیایی U۳O۸ - و یا سایر اکسید ها - است، و مابقی آن از دیگر موادی تشکیل شده است که مهمترین آنها عبارتند از :

- هیدراکسید اورانیوم با فرمول شیمایی UO۲(OH)۲ یا UO۲)۲(OH)۲) که در صنایع ساخت شیشه و سرامیک از آن استفاده می شود. این ماده تشعشع رادیو اکتیو دارد و باید تحت شرایط خاصی نگهداری و حمل شود.

- سولفات اورانیوم با فرمول شیمیایی (U۰۲S۰۴) که ماده ای بی بود با رنگ زرد لیمویی است.

- اکسید اورانیوم زرد (یا اورانیت سدیم) با فرمول شیمیایی Na۲O (UO۳)۲.۶H۲O که ماده ای با رنگ زرد - نارنجی است.

- پراکسید اورانیوم با فرمول شیمیایی UO۴·nH۲O با رنگ زرد کم رنگ.

یکی از کاربردهای کیک زرد تهیه هگزا فلوراید اورانیوم است. این گاز در حالت عادی حدود ۰.۷ درصد شامل ایزوتوپ ۲۳۵ است و مابقی آن ایزوتوپ ۲۳۸ است. در مرحله غنی سازی درصد U-۲۳۵ به حدود ۳.۵ یا حتی بیشتر افزایش داده می شود.
کاربردها
کیک زرد عمومآ برای تهیه سوخت رآکتورهای هسته ای بکار برده می شود، در واقع این ماده است که پس از انجام پردازشهایی به UO۲ تبدیل شده برای استفاده در میله های سوختی بکار برده می شود.

این ماده همچنین میتواند برای غنی سازی تبدیل به گاز هگزا فلوراید اورانیوم یا UF۶ تبدیل شود، چرا که در اینصورت می تواند چگالی ایزوتوپهای اورانیوم ۲۳۵ را در آن افزایش داد.

در هر صورت کیک زرد در اغلب کشورهایی که معادن طبیعی اورانیوم دارند تهیه می شود و تولید این ماده مشکل خاصی ندارد و بطور متوسط سالانه ۶۴ هزار تن از این ماده در جهان تولید می شود.

کانادا یکی از تولید کنندگان این ماده است، این کشور دارای معادنی است که خلوص سنگ اورانیوم آنها به ۲۰% هم می رسد، در آسیا نیز کشوری مانند قزاقستان دارای صنایع بزرگ تولید این پودر است.

قیمت این پودر در بازارهای بین المللی چیزی حدود ۲۵ دلار برای هر کیلو است.

منبع:
http://www.academist.ir

فیزیک خلا (Vacuum Physics)

واژه «خلا» به معنی تهی و خالی ترجمه واژه لاتین vacuum می‌باشد. این واژه معمولا در مورد محیطی بکار می‌رود که به ‌نحوی از هوا خالی شده‌است و چون در بیشتر آزمایشهای فیزیکی به محیطهای خلا نیازمندیم، بنابراین تکنیک خلا و روشهای ایجاد آن در فیزیک از اهمیت زیادی برخوردار است.  

 

بقیه در ادامه مطلب

ادامه مطلب ...

اولین پردازشگر کوانتومی رایانه ها ایجاد شد

محققان آمریکایی موفق شدند اولین پردازشگر کوانتومی حالت جامد را ایجاد کنند و یک خیز بلند به سوی تولید رایانه های کوانتومی بردارند.


به گزارش خبرگزاری مهر ، پژوهشگران دانشگاه یل موفق شدند از یک تراشه ابر رسانایی دو کیو- بیتی برای اجرای الگوریتمهای ابتدایی مثل جستجوهای ساده استفاده کنند. به این ترتیب توانستند اولین اطلاعات کوانتومی را در یک پردازشگر حالت جامد پردازش کنند.

این دانشمندان در این خصوص اظهار داشتند: "پردازشگر ما می تواند تنها مقداری از وظایف ساده کوانتومی را انجام دهد که پیش از این با هسته های منفرد، اتمها و فوتونها اثبات می شد اما این اولین بار است که می توان از یک پردازشگر کوانتومی همانند یک ریزپردازشگر عادی استفاده کرد."

این تیم تحقیقاتی دو اتم مصنوعی یا دو کیو- بیت (بیتهای کوانتومی) را ایجاد کردند در حالی که هر کیو- بیت در واقع از یک میلیارد اتم آلومینیوم ساخته شده بود که همانند یک اتم واحد که می تواند دو حالت انرژی مختلف داشته باشد عمل می کرد. این حالتها "صفر" و "یک" و یا "روشن" و "خاموش" هستند که بیتهایی را که در رایانه های فعلی حضور دارند تنظیم می کنند. در حقیقت "کیو بیت" قیاس کوانتومی یک بیت است و از انطباق همزمان صفر و یک استفاده می کند.

این دانشمندان با ذکر یک مثال قابلیتهای یک پردازشگر کوانتومی را نشان دادند: تصور کنید که چهار شماره تلفن دارید که هریک از آنها برای یکی از دوستان شما است اما نمی دانید که کدام شماره برای کدام دوست است. بنابراین شما باید دو تا سه بار تلاش کنید تا بتوانید شماره درست را بگیرید. این در حالی است که یک پردازشگر کوانتومی می تواند شماره درست را تنها با یک بار تلاش پیدا کند.

فیبر نوری

فیبر نوری یکی از محیط های انتقال داده با سرعت بالا است . امروزه از فیبر نوری در موارد متفاوتی نظیر: شبکه های تلفن شهری و بین شهری ، شبکه های کامپیوتری و اینترنت استفاده بعمل می آید. فیبرنوری رشته ای از تارهای شیشه ای بوده که هر یک از تارها دارای ضخامتی معادل تار موی انسان را داشته و از آنان برای انتقال اطلاعات در مسافت های طولانی استفاده می شود 

بقیه مقاله در ادامه مطلب

ادامه مطلب ...

مقدمه

فیزیک از واژه یونانی  Physikos  به معنی طبیعت گرفته شده است . و Physics به معنی طبیعت است . پس علم  طبیعت را فیزیک نامیدند . در آغاز فیزیک همه ی پدیده های طبیعی را بررسی می کرد . اما با پیشرفت علوم به تدریج برخی از شاخه های علوم طبیعی از فیزیک جدا شدند .  

بقیه در ادامه مطلب

ادامه مطلب ...