استفاده ازمدل دیتریسی درمحاسبه خواص ترموفیزیکی توریوم

فهرست

مقدمه ………………………………………………………………………………………………………………………………………… 1

فصل اول: خواص فیزیکی، شیمیایی، هسته ای، منابع وکاربردهای توریوم …………… 3

نگاه اولیه ……………………………………………………………………………………………………………………………………. 4

1-1- خواص فیزیکی توریوم ……………………………………………………………………………………………………. 7

1- 2- خواص شیمیایی توریوم ……………………………………………………………………………………………… 12

1-2-1- توریوم دی اکسید ……………………………………………………………………………………………………. 13

1-2-2- توریوم کاربید …………………………………………………………………………………………………………… 14

1-2-3- نیترات های توریوم ………………………………………………………………………………………………….. 15

1-2-4- هیدرید های توریوم …………………………………………………………………………………………………. 15

1-2-5- هالید های توریوم …………………………………………………………………………………………………….. 16

1-3- ویژگی های هسته ای توریوم ………………………………………………………………………………………. 18

1-3-1- ایزوتوپ های توریوم ………………………………………………………………………………………………… 18

1-3-2- رخ دادهای طبیعی ایزوتوپ توریوم ………………………………………………………………………… 20

1-3-3- توریوم رادیواکتیو …………………………………………………………………………………………………….. 21

1-3-4- مقایسه برخی از ویژگی های هسته ای توریوم با اورانیوم ………………………………………. 24

1-4- منابع توریوم ………………………………………………………………………………………………………………….. 26

1-4-1- فراوانی توریوم در جهان …………………………………………………………………………………………… 26

1-4-2- منبع جهانی توریوم …………………………………………………………………………………………………. 28

1-4-3- منابع توریوم آمریکا …………………………………………………………………………………………………. 29

1-4-4- تولید توریوم …………………………………………………………………………………………………………….. 29

1-4-5- انحلال پذیری ترکیبات توریوم در حلال آبی …………………………………………………………. 31

1-4-6- خارج کردن حلال از ترکیبات توریوم …………………………………………………………………….. 32

1-4-7- غلظت و استخراج توریوم …………………………………………………………………………………………. 33

1-4-8- غلظت مونازیت ………………………………………………………………………………………………………… 34

1-4-9- نسبت اجزاء تشکیل دهنده مونازیت ………………………………………………………………………. 35

1-4-10- فرایند های جداسازی مونازیت ……………………………………………………………………………… 36

1-4-10- الف – فرایندهای استفاده از سدیم کربنات سوزآور ……………………………………………… 36

1-4-10- ب – فرایند های اسید سولفوریک ……………………………………………………………………….. 40

1-4-11- جداسازی توریوم ، خاک های کمیاب و اورانیوم ازمونازیت با استخراج حلال …….. 44

1-4-12- جداسازی توریوم از سایر کانی ها توسط استخراج حلال …………………………………….. 49

1-4-13- خالص سازی توریوم ……………………………………………………………………………………………… 50

1-5- کاربرد های توریوم ……………………………………………………………………………………………………….. 53

1-5-1- نیاز های توریوم ……………………………………………………………………………………………………….. 53

1-5-2- کاربرد های توریوم در صنعت هسته ای …………………………………………………………………. 54

1-5-3- چرخه سوخت توریوم – مزایای بالقوه وچالش ها …………………………………………………… 55

1-5-4- نگاهی به برخی از مزیت های توریوم نسبت به اورانیوم …………………………………………. 57

1-5-5- چالش های استفاده از سوخت توریوم …………………………………………………………………….. 59

1-5-6- آیا توریوم یک سوخت کامل است؟ …………………………………………………………………………. 61

1-5-7- مزایای راکتورهای استفاده کننده از سوخت توریوم نسبت به راکتورهای استفاده کننده از سوخت اورانیوم ………………………………………………………………………………………………………… 62

1-5-8- امنیت در حمل ونقل ونگهداری ……………………………………………………………………………… 63

1-5-9- نگاه به آینده …………………………………………………………………………………………………………….. 64

 فصل دوم: معادلات حالت ……………………………………………………………………………… 65

2-1- معادلات حالت ………………………………………………………………………………………………………………. 66

2-2- معادله حالت دیتریسی (D) ………………………………………………………………………………………… 80

2-3- معادله حالت دیتریسی – کارناهان – استارلینگ (DCS) ………………………………………….. 82

2-4- معادله حالت دیتریسی – گوگنهایم (DG) ………………………………………………………………… 84

2-5- فشار توریوم ………………………………………………………………………………………………………………….. 86

2-6- ضریب تراکم پذیری توریوم …………………………………………………………………………………………. 87

فصل سوم: خواص ترمودینامیکی توریوم ………………………………………………………….. 90

3-1- فشار بخار تعادلی توریوم ……………………………………………………………………………………………… 91

3-2- حجم مولی مایع  و بخار اشباع توریوم ………………………………………………………………………… 96

3-3- چگالی مولی مایع و بخار اشباع توریوم ……………………………………………………………………….. 98

3-4- تراکم پذیری همدمای توریوم ( ) …………………………………………………………………………….. 99

3-5- ضریب انبساط گرمایی توریوم ( ) ………………………………………………………………………….. 104

3-6- اختلاف ظرفیت گرمایی توریوم ( ) ……………………………………………………………. 108

3-7- ضریب کشیدگی توریوم ( )  ………………………………………………………………………………… 111

3-8- فشار داخلی توریوم (  ) ……………………………………………………………………………………. 114

3-9- انرژی داخلی تبخیر توریوم( ) ……………………………………………………………………… 116

3-10- آنتالپی تبخیر توریوم ( ) …………………………………………………………………………… 118

3-11- ضریب فوگاسیته ( ) ……………………………………………………………………………………………… 120

فصل چهارم: قاعده مندیها …………………………………………………………………………… 126

قاعده مندیهای …………………………………………………………………………………………………………………….. 127

4- 1- قطرهای خطی (قطرهای راست خط) ……………………………………………………………………… 128

4-2- قاعده کلازیوس- کلاپیرون ……………………………………………………………………………………….. 130

4-3 – قاعده تیت – مارناگان ………………………………………………………………………………………………. 133

خواص ترمودینامیکی حالت جامد توریوم …………………………………………………………………………… 135

بحث ونتیجه گیری ………………………………………………………………………………………… 140

منابع  و مآخذ ………………………………………………………………………………………………. 142