پایان نامه ارشد:مطالعه اثر تشعشعات رادیواکتیو بر روی سینتیک تخریب حرارتی و طول عمر برخی از پیشرانه ها

متن کامل پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد رشته :شیمی

گرایش :شیمی فیزیک

عنوان : مطالعه اثر تشعشعات رادیواکتیو بر روی سینتیک تخریب حرارتی و طول عمر برخی از پیشرانه ها

دانشگاه ارومیه

دانشکده علوم

گروه شیمی

پایان ­نامه جهت اخذ درجه کارشناسی ارشد  در رشته شیمی گرایش شیمی فیزیک

 

موضوع:

مطالعه اثر تشعشعات رادیواکتیو بر روی سینتیک تخریب حرارتی

و طول عمر برخی از پیشرانه ها

استاد راهنما :

دکتر علی حسن زاده

 

بهمن 92

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده پایان نامه درج نمی شود(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود است)تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)فهرست مطالبعنوان                                                      صفحهچکیده..................................................... 1فصل اول: مقدمه و پیشینه...................................1-1مقدمه:................................................. 21-2 کشف رادیو اکتیویته.................................... 21-2-1 رادیواکتیویته........................................ 21-2-2واحد های اکتیویته.................................... 31-2-3واپاشی............................................... 41-2-4برهمکنش تابش با ماده................................. 41-2-5خواص نوترونهای آزاد.................................. 51-2-5-1تقسیم بندی نوترونها از لحاظ انرژی.................. 61-2-5-2 برهمکنش نوترون با ماده............................ 61-2-5-3 فعالسازی نوترونی.................................. 71-2-6پرتوγ  (Gamma ray).................................... 71-2-6-1برهمکنش گاما با ماده............................... 81-2-6-1-1 اثر فوتوالکتریک................................. 91-2-6-1-2 اثرکامپتون...................................... 101-2-6-1-3 تولید جفت یون................................... 111-2-6-2 تابش دهی گاما و تولید ساختارهای شیمیایی جدید...... 121-3 پیشرانه ها:........................................... 131-3-1 کلیات............................................... 131-3-2 خصوصیات پیشرانه جامد................................ 151-4 تعریف واکنش های حالت جامد............................. 181-4-1 سینتیک واکنش های حالت جامد.......................... 181-4-2 قوانین سرعت در سینتیک حالت جامد..................... 191-4-2-1مدلها و مکانیسم ها در سینتیک حالت جامد............. 221-4-2-1-1 طبقه بندی مدلها................................. 221-4-2-1-2طبقه بندی و استخراج مدلها بر اساس مفروضات مکانیسمی 241-5 روشهای بررسی سینتیک حالت جامد......................... 251-5-1روشهای تجربی......................................... 251-5-1-1 روشهای همدما...................................... 261-5-1-2روشهای غیرهمدما.................................... 261-5-2روشهای محاسباتی...................................... 281-5-2-1روشهای وابسته به مدل............................... 281-5-2-2روشهای مستقل از مدل................................ 301- 6 تغییر انرژی فعالسازی با پیشرفت واکنش................. 321-6-1 تغییرات حقیقی انرژی فعالسازی........................ 321-6-1-1 واکنش های بنیادی.................................. 321-6-1-2 واکنش های پیچیده.................................. 321-6-2 تغییرات تصنعی در انرژی فعالسازی..................... 331-7 پیش بینی طول عمر...................................... 331- 8 مقدمه ای بر روش های آنالیز حرارتی.................... 341-8-1تاریخچه روش های آنالیز حرارتی........................ 341-8-2کاربرد ها............................................ 34فصل دوم مواد و روش کار....................................2-1 تکنیک ها:............................................. 362-2 مواد مصرفی:........................................... 362-3 دستگاه ها:............................................ 362-4 نرم افزارهای مورد استفاده:............................ 36فصل سوم: بحث و نتایج...................................... 3-1 مطالعه حرارتی  K25:................................... 383- 1-1نمودارهای DSC نمونه های مورد آزمایش................. 383-1-2پیشرفت واکنش......................................... 403-1-3سرعت واکنش........................................... 413-1-4سرعت واکنش برحسب پیشرفت واکنش........................ 423-1-5تحلیل داده های حرارتی با روش کیسینجر................. 433-1-6تعیین پارامترهای سه گانه ی سینتیکی................... 463-1-7تغییرات Ea با پیشرفت واکنش........................... 483-1-8نمودارهای اثر جبرانی................................. 493-1-9محاسبه بستگی Ea  به α................................ 503-1-10تعیین طول عمر پیشرانه K25........................... 513-2مطالعه حرارتی K30....................................... 523-2-1نمودار DSC پیشرانه K30............................... 523-2-2پیشرفت واکنش......................................... 533-2- 3 سرعت واکنش......................................... 543-2-4سرعت واکنش برحسب پیشرفت واکنش........................ 553-2-5تحلیل داده های حرارتی با معادله کیسینجر.............. 563-2-6تعیین پارامترهای سه گانه ی سینتیکی................... 583-2-7تغییرات Ea با پیشرفت واکنش........................... 603-2-8نمودارهای اثر جبرانی:................................ 623-2-9محاسبه بستگی Ea  به α................................ 633-2-10 پیش بینی  طول عمر پیشرانه.......................... 633-3نتیجه گیری:............................................ 653-4پیشنهادات:............................................. 66فهرست شکل هاعنوان                                                                صفحهشکل ‏1‑1   اثر فتوالکتریک.................................. 10شکل ‏1‑2 اثر کامپتون....................................... 11شکل ‏1‑3 تولید زوج یون..................................... 12شکل ‏1‑4: مکانهای انجام واکنش در فاز همگن (الف) و فاز غیرهمگن (ب)    19شکل ‏1‑5: تبدیل پارامترهای اندازه گیری جرم در TGA(الف) و شار گرمایی در (DSC) (ب) به کسر تبدیل (ج)............................... 21شکل ‏1‑6 نمودارهای α-tصعودی (الف)، نزولی(ب)،سیگموئیدی(ج) و خطی(د) در بررسی های همدما........................................... 23شکل ‏1‑7 نمودارهای dα/dt صعودی (الف)،نزولی (ب)،سیگموئیدی(ج) و خطی (د) در بررسی های همدما........................................... 23شکل ‏1‑8 : نمایش شماتیک منحنی های هم دما، T7<T6<T5<T4<T3<T2<T1   26شکل ‏1‑9 نمونه ای از نمودار DSC با چندین حالت تغییر فاز.... 35شکل ‏2‑1: نرم افزارهای استفاده شده......................... 37شکل ‏3‑1: نمودار DSC تخریب K25 سرعتهای حرارت دهی 10(آبی)-15(سبز)-20(قرمز)-25(زرد)-30(مشکی) ......................... 39شکل ‏3‑2: نمودارDSC تخریب حرارتی سرعتهای حرارت دهی 10(آبی)-15(سبز)-20(قرمز)-25(زرد)-30(مشکی) برای K25 تحت تابش نوترون گرمایی (راست)، تحت تابش گاما (چپ)................................ 39شکل ‏3‑3: نمودارپیشرفت واکنش(α-T) بر حسب دما در سرعتهای حرارت دهی 10(آبی)-15(سبز)-20(قرمز)-25(زرد)-30(مشکی) برای تخریب حرارتیK25.......................................................... 40شکل ‏3‑4: نمودارپیشرفت واکنش(α-T) بر حسب دما در سرعتهای حرارت دهی 10(آبی)-15(سبز)-20(قرمز)-25(زرد)-30(مشکی) برای تخریب حرارتیK25 تحت تابش نوترون گرمایی (راست)، تحت تابش گاما (چپ)......... 40شکل ‏3‑5: نمودار سرعت واکنش(dα/dt-T) بر حسب دما در سرعتهای حرارت دهی 10(آبی)-15(سبز)-20(قرمز)-25(زرد)-30(مشکی) برای تخریب حرارتیK25.......................................................... 41شکل ‏3‑6: نمودار سرعت واکنش(dα/dt-T) بر حسب دما در سرعتهای حرارت دهی 10(آبی)-15(سبز)-20(قرمز)-25(زرد)-30(مشکی) برای تخریب حرارتیK25 تحت تابش نوترون گرمایی (راست)، تحت تابش گاما (چپ)......... 41شکل ‏3‑7: نمودار سرعت واکنش  بر حسب پیشرفت واکنش  (dα/dt-α)در سرعتهای حرارت دهی 10(آبی)-15(سبز)-20(قرمز)-25(زرد)-30(مشکی) برای تخریب حرارتیK25................................................. 42شکل ‏3‑8: نمودار سرعت واکنش بر حسب پیشرفت واکنش (dα/dt-α) در سرعتهای حرارت دهی 10(آبی)-15(سبز)-20(قرمز)-25(زرد)-30(مشکی) برای تخریب حرارتیK25 تحت تابش نوترون گرمایی (راست)، تحت تابش گاما (چپ) 42شکل ‏3‑9:نمودار محاسبه انرژی فعالسازی به روش کیسینجر K25... 43شکل ‏3‑10: نمودار محاسبه انرژی فعالسازی به روش کیسینجر K25 تحت تابش نوترون گرمایی............................................. 44شکل ‏3‑11: نمودار محاسبه انرژی فعالسازی به روش کیسینجر K25 تحت تابش گاما.......................................................... 45شکل ‏3‑12  نمودارهای خطی روش کوتس – ردفرن با مدلهای مختلف در سرعتهای حرارت دهی 10(آبی)-15(سبز)-20(قرمز)-25(زرد)-30(مشکی)  برای تخریب حرارتی K25................................................ 46شکل ‏3‑13: نمودارهای خطی روش کوتس – ردفرن با مدلهای مختلف در سرعتهای حرارت دهی 10(آبی)-15(سبز)-20(قرمز)-25(زرد)-30(مشکی)  برای تخریب حرارتی K25 تحت تابش نوترون گرمایی......................... 47شکل ‏3‑14: نمودارهای خطی روش کوتس – ردفرن با مدلهای مختلف در سرعتهای حرارت دهی 10(آبی)-15(سبز)-20(قرمز)-25(زرد)-30(مشکی)  برای تخریب حرارتی K25 تحت تابش گاما.................................. 47شکل ‏3‑15: نمودار تغییرات Ea (قرمز)و LnfA (آبی) بر حسب α برای K25 با استفاده از روش فریدمن..................................... 48شکل ‏3‑16: نمودار تغییرات Ea (قرمز)و LnfA (آبی) بر حسب α برای K25تحت تابش نوترون گرمایی(راست) و گاما(چپ) با استفاده از روش فریدمن... 49شکل ‏3‑17: وجود اثر جبرانی با استفاده از روش فریدمن در تخریب حرارتی K25.......................................................... 49شکل ‏3‑18:وجود اثر جبرانی با استفاده از روش فریدمن در تخریب حرارتی K25تحت تابش نوترون گرمایی(راست)-گاما(چپ).................. 50شکل ‏3‑19: نمودارDSC تخریب حرارتی سرعتهای حرارت دهی 10(آبی)-15(سبز)-20(قرمز)-25(زرد)-30(مشکی) برای K30................. 52شکل ‏3‑20: نمودارDSC تخریب حرارتی سرعتهای حرارت دهی 10(آبی)-15(سبز)-20(قرمز)-25(زرد)-30(مشکی) برای K30 تحت تابش نوترون گرمایی (راست)، تحت تابش گاما (چپ)................................ 52شکل ‏3‑21: نمودارپیشرفت واکنش(α-T) بر حسب دما در سرعتهای حرارت دهی 10(آبی)-15(سبز)-20(قرمز)-25(زرد)-30(مشکی) برای تخریب حرارتیK30.......................................................... 53شکل ‏3‑22: نمودارپیشرفت واکنش(α-T) بر حسب دما در سرعتهای حرارت دهی 10(آبی)-15(سبز)-20(قرمز)-25(زرد)-30(مشکی) برای تخریب حرارتیK30 تحت تابش نوترون گرمایی (راست)، تحت تابش گاما (چپ)......... 53شکل ‏3‑23: نمودار سرعت واکنش(dα/dt-T) بر حسب دما در سرعتهای حرارت دهی 10(آبی)-15(سبز)-20(قرمز)-25(زرد)-30(مشکی) برای تخریب حرارتیK30.......................................................... 54شکل ‏3‑24: نمودار سرعت واکنش(dα/dt-T) بر حسب دما در سرعتهای حرارت دهی 10(آبی)-15(سبز)-20(قرمز)-25(زرد)-30(مشکی) برای تخریب حرارتیK30 تحت تابش نوترون گرمایی (راست)، تحت تابش گاما (چپ)......... 54شکل ‏3‑25: نمودار سرعت واکنش بر حسب پیشرفت واکنش (dα/dt-α) در سرعتهای حرارت دهی 10(آبی)-15(سبز)-20(قرمز)-25(زرد)-30(مشکی) برای تخریب حرارتیK30................................................. 55شکل ‏3‑26: نمودار سرعت واکنش بر حسب پیشرفت واکنش (dα/dt-α) در سرعتهای حرارت دهی 10(آبی)-15(سبز)-20(قرمز)-25(زرد)-30(مشکی) برای تخریب حرارتیK30 تحت تابش نوترون گرمایی (راست)، تحت تابش گاما (چپ) 55شکل ‏3‑27: نمودار برای محاسبه انرژی فعالسازی به روش کیسینجر K30 56شکل ‏3‑28: نمودار برای محاسبه انرژی فعالسازی به روش کیسینجر K30 تحت تابش نوترون گرمایی............................................. 57شکل ‏3‑29: نمودار برای محاسبه انرژی فعالسازی به روش کیسینجر K30 تحت تابش گاما...................................................... 58شکل ‏3‑30: نمودارهای خطی روش کوتس – ردفرن با مدلهای مختلف در سرعتهای حرارت دهی 10(آبی)-15(سبز)-20(قرمز)-25(زرد)-30(مشکی)  برای تخریب حرارتی K30................................................ 59شکل ‏3‑31: نمودارهای خطی روش کوتس – ردفرن با مدلهای مختلف در سرعتهای حرارت دهی 10(آبی)-15(سبز)-20(قرمز)-25(زرد)-30(مشکی)  برای تخریب حرارتی K30 تحت تابش نوترون گرمایی......................... 59شکل ‏3‑32: نمودارهای خطی روش کوتس – ردفرن با مدلهای مختلف در سرعتهای حرارت دهی 10(آبی)-15(سبز)-20(قرمز)-25(زرد)-30(مشکی)  برای تخریب حرارتی K30 تحت تابش گاما.................................. 60شکل ‏3‑33: نمودار تغییرات Ea (قرمز)و LnfA (آبی) بر حسب α برای K30 با استفاده از روش فریدمن..................................... 61شکل ‏3‑34: نمودار تغییرات Ea (قرمز)و LnfA (آبی) بر حسب α برای K30 تحت تابش نوترون گرمایی(راست) و گاما(چپ) با استفاده از روش فریدمن  61شکل ‏3‑35: وجود اثر جبرانی با استفاده از روش فریدمن در تخریب حرارتی K30.......................................................... 62شکل ‏3‑36: وجود اثر جبرانی با استفاده از روش فریدمن در تخریب حرارتی K30تحت تابش نوترون گرمایی(راست)-گاما(چپ).................. 62    فهرست جدول هاعنوان                                                                صفحهجدول ‏1‑1: مدلهای مختلف سینتیک حالت جامد................... 25جدول ‏3‑1: نتایج محاسبات به روش کیسینجر K25................. 43جدول ‏3‑2: نتایج محاسبات به روش کیسینجر K25 تحت تابش نوترون گرمایی   44جدول ‏3‑3 : نتایج محاسبات به روش کیسینجر K25 تحت تابش گاما. 45جدول ‏3‑4: محاسبه بستگی انرژی فعالسازی به درجه پیشرفت واکنش K25 50جدول ‏3‑5: محاسبه بستگی انرژی فعالسازی به درجه پیشرفت واکنش K25تحت تابش نوترون گرمایی............................................. 50جدول ‏3‑6: محاسبه بستگی انرژی فعالسازی به درجه پیشرفت واکنش K25 تحت تابش گاما...................................................... 50جدول ‏3‑7 پارامترهای سینتیکی K25 با استفاده از روشASTM..... 51جدول ‏3‑8 پارامترهای سینتیکی K25 تحت تابش نوترون گرمایی با استفاده از روش ASTM................................................. 51جدول ‏3‑9 پارامترهای سینتیکی K25 تحت تابش گاما با استفاده از روش ASTM.......................................................... 51جدول ‏3‑10 نتایج محاسبات به روش کیسینجر K30................. 56جدول ‏3‑11  نتایج محاسبات به روش کیسینجر K30 تحت تابش نوترون گرمایی   57جدول ‏3‑12 نتایج محاسبات به روش کیسینجر K30تحت تابش گاما.... 58جدول ‏3‑13: محاسبه بستگی انرژی فعالسازی به درجه پیشرفت واکنش K30 63جدول ‏3‑14: محاسبه بستگی انرژی فعالسازی به درجه پیشرفت واکنش K30تحت تابش نوترون گرمایی............................................. 63جدول ‏3‑15: محاسبه بستگی انرژی فعالسازی به درجه پیشرفت واکنش K30 تحت تابش گاما...................................................... 63جدول ‏3‑16: پارامترهای سینتیکی K30: با استفاده از روشASTM.. 63جدول ‏3‑17 پارامترهای سینتیکی K30 تحت تابش نوترون گرمایی با استفاده از روش ASTM................................................. 64جدول ‏3‑18 پارامترهای سینتیکی K30 تحت تابش گاما با استفاده از روش ASTM.......................................................... 64  چکیدهدر این پروژه اثر تابش نوترون گرمایی و گاما بر روی سینتیک تخریب حرارتی پیشرانه های K25 وK30 مورد مطالعه قرار گرفته است. به منظور مطالعه خواص حرارتی ترکیب مورد نظر از تکنیک آنالیز حرارتی DSC و TGA استفاده گردید. پارامتر­های سینتیک حرارتی این ماده بر اساس روشهای کیسینجر، فریدمن، کوتس ردفرن و ازاوا- فیلین- وال تعیین و بررسی شده است. نتایج حاصله نشان میدهد که انرژی فعالسازی و فاکتور فرکانس پیشرانه های فوق الذکر در اثر تابش دهی نوترون گرمایی و گاما تغییر قابل ملاحظه ای داشته است. به کمک روش فریدمن بستگی انرژی فعالسازی و حاصلضرب فاکتور فرکانس در مدل واکنش با کسر تبدیل بدست آمده ، و اثر جبرانی به وضوح مشاهده گردید و در نهایت تک مکانیسم بودن تخریب تایید شد بر اساس محاسبات انجام یافته طول عمر پیشرانه های فوق الذکر در اثر تابش های اعمالی تغییر چشمگیری داشته است. واژه‌ های کلیدی:تابش نوترون، گاما، آنالیز حرارتی، پارامترهای سینتیک حرارتی     فصل اول:  مقدمه و پیشینه

1-1        مقدمه:

حساسیت، پایداری و سمیت سه فاکتور اصلی ایمنی هستند که باید در انتخاب ماده منفجره برای کاربردهای خاص در نظر گرفته شود، بطور کلی پیشرانه ها می توانند در طول انبارش تحت تاثیر فرآیند های فیزیکی و شیمیایی گوناگون قرار گیرند تحت این فرآیندها ممکن است که خصوصیات این مواد بطور تدریجی تغییر کند.همچنین پیشرانه هایی که در تکنولوژی هایی از قبیل نیروگاه های هسته ای، فضاپیماها و ... استفاده می شوند مرتباً تحت تابش پرتوهای مختلف قرار می گیرند و تغییر خواص حرارتی آنها عاملی برای محدود نمودن طول عمر و کارایی پیشرانه هاست. با تعیین پارامترهای سه گانه سینتیکی و طول عمر پیشرانه ها تحت تابش های هسته ای نوترون گرمایی و گاما می توان اثر این تابش ها را برروی کارایی و عملکرد پیشرانه مورد نظر پیش بینی نمود.تعداد صفحه : 100قیمت : 14000تومان

بلافاصله پس از پرداخت ، لینک دانلود پایان نامه به شما نشان داده می شود

و در ضمن فایل خریداری شده به ایمیل شما ارسال می شود.

پشتیبانی سایت :        09309714541 (فقط پیامک)        info@arshadha.ir

در صورتی که مشکلی با پرداخت آنلاین دارید می توانید مبلغ مورد نظر برای هر فایل را کارت به کارت کرده و فایل درخواستی و اطلاعات واریز را به ایمیل ما ارسال کنید تا فایل را از طریق ایمیل دریافت کنید.

--  -- --

مطالب مشابه را هم ببینید

فایل مورد نظر خودتان را پیدا نکردید ؟ نگران نباشید . این صفحه را نبندید ! سایت ما حاوی حجم عظیمی از پایان نامه های دانشگاهی است. مطالب مشابه را هم ببینید. برای یافتن فایل مورد نظر کافیست از قسمت جستجو استفاده کنید. یا از منوی بالای سایت رشته مورد نظر خود را انتخاب کنید و همه فایل های رشته خودتان را ببینید