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

 پایان نامه سایت ارشدها - رشته جغرافی-جغرافیا

عنوان کامل پایان نامه :

 مطالعه اثر تشعشعات رادیواکتیو بر روی سینتیک تخریب حرارتی

و طول عمر برخی از پیشرانه ها

قسمتی از متن پایان نامه :

فهرست مطالب

عنوان                                                                                                                              صفحه

چکیده....................................................................................................................................................................................... ۱

فصل اول: مقدمه و پیشینه......................................................................................................................................................

۱-۱مقدمه:................................................................................................................................................................................ ۲

۱-۲ کشف رادیو اکتیویته...................................................................................................................................................... ۲

۱-۲-۱ رادیواکتیویته.............................................................................................................................................................. ۲

۱-۲-۲واحد های اکتیویته..................................................................................................................................................... ۳

۱-۲-۳واپاشی.......................................................................................................................................................................... ۴

۱-۲-۴برهمکنش تابش با ماده.............................................................................................................................................. ۴

۱-۲-۵خواص نوترونهای آزاد.............................................................................................................................................. ۵

۱-۲-۵-۱تقسیم بندی نوترونها از لحاظ انرژی................................................................................................................... ۶

۱-۲-۵-۲ برهمکنش نوترون با ماده..................................................................................................................................... ۶

۱-۲-۵-۳ فعالسازی نوترونی................................................................................................................................................ ۷

۱-۲-۶پرتوγ  (Gamma ray)........................................................................................................................................... 7

۱-۲-۶-۱برهمکنش گاما با ماده............................................................................................................................................ ۸

۱-۲-۶-۱-۱ اثر فوتوالکتریک.............................................................................................................................................. ۹

۱-۲-۶-۱-۲ اثرکامپتون......................................................................................................................................................... ۱۰

۱-۲-۶-۱-۳ تولید جفت یون............................................................................................................................................... ۱۱

۱-۲-۶-۲ تابش دهی گاما و تولید ساختارهای شیمیایی جدید......................................................................................... ۱۲

۱-۳ پیشرانه ها:....................................................................................................................................................................... ۱۳

۱-۳-۱ کلیات.......................................................................................................................................................................... ۱۳

۱-۳-۲ خصوصیات پیشرانه جامد........................................................................................................................................ ۱۵

۱-۴ تعریف واکنش های حالت جامد.................................................................................................................................. ۱۸

۱-۴-۱ سینتیک واکنش های حالت جامد............................................................................................................................ ۱۸

متن کامل در سایت امید فایل 

۱-۴-۲ قوانین سرعت در سینتیک حالت جامد................................................................................................................... ۱۹

۱-۴-۲-۱مدلها و مکانیسم ها در سینتیک حالت جامد....................................................................................................... ۲۲

۱-۴-۲-۱-۱ طبقه بندی مدلها............................................................................................................................................... ۲۲

۱-۴-۲-۱-۲طبقه بندی و استخراج مدلها بر اساس مفروضات مکانیسمی....................................................................... ۲۴

۱-۵ روشهای بررسی سینتیک حالت جامد........................................................................................................................... ۲۵

۱-۵-۱روشهای تجربی........................................................................................................................................................... ۲۵

۱-۵-۱-۱ روشهای همدما...................................................................................................................................................... ۲۶

۱-۵-۱-۲روشهای غیرهمدما................................................................................................................................................. ۲۶

۱-۵-۲روشهای محاسباتی...................................................................................................................................................... ۲۸

۱-۵-۲-۱روشهای وابسته به مدل......................................................................................................................................... ۲۸

۱-۵-۲-۲روشهای مستقل از مدل......................................................................................................................................... ۳۰

۱- ۶ تغییر انرژی فعالسازی با پیشرفت واکنش................................................................................................................... ۳۲

۱-۶-۱ تغییرات حقیقی انرژی فعالسازی.............................................................................................................................. ۳۲

۱-۶-۱-۱ واکنش های بنیادی............................................................................................................................................... ۳۲

۱-۶-۱-۲ واکنش های پیچیده.............................................................................................................................................. ۳۲

۱-۶-۲ تغییرات تصنعی در انرژی فعالسازی....................................................................................................................... ۳۳

۱-۷ پیش بینی طول عمر........................................................................................................................................................ ۳۳

۱- ۸ مقدمه ای بر روش های آنالیز حرارتی........................................................................................................................ ۳۴

۱-۸-۱تاریخچه روش های آنالیز حرارتی........................................................................................................................... ۳۴

۱-۸-۲کاربرد ها...................................................................................................................................................................... ۳۴

فصل دوم مواد و روش کار................................................................................................................................................

۲-۱ تکنیک ها:........................................................................................................................................................................ ۳۶

۲-۲ مواد مصرفی:................................................................................................................................................................... ۳۶

۲-۳ دستگاه ها:........................................................................................................................................................................ ۳۶

۲-۴ نرم افزارهای مورد استفاده:............................................................................................................................................ ۳۶

فصل سوم: بحث و نتایج.....................................................................................................................................................

۳-۱ مطالعه حرارتی  K25:.................................................................................................................................................. 38

۳- ۱-۱نمودارهای DSC نمونه های مورد آزمایش........................................................................................................... ۳۸

۳-۱-۲پیشرفت واکنش.......................................................................................................................................................... ۴۰

۳-۱-۳سرعت واکنش............................................................................................................................................................ ۴۱

۳-۱-۴سرعت واکنش برحسب پیشرفت واکنش................................................................................................................ ۴۲

۳-۱-۵تحلیل داده های حرارتی با روش کیسینجر............................................................................................................. ۴۳

۳-۱-۶تعیین پارامترهای سه گانه ی سینتیکی...................................................................................................................... ۴۶

۳-۱-۷تغییرات Ea با پیشرفت واکنش................................................................................................................................ ۴۸

۳-۱-۸نمودارهای اثر جبرانی................................................................................................................................................ ۴۹

۳-۱-۹محاسبه بستگی Ea  به α.......................................................................................................................................... ۵۰

۳-۱-۱۰تعیین طول عمر پیشرانه K25................................................................................................................................ 51

۳-۲مطالعه حرارتی K30...................................................................................................................................................... 52

۳-۲-۱نمودار DSC پیشرانه K30...................................................................................................................................... 52

۳-۲-۲پیشرفت واکنش.......................................................................................................................................................... ۵۳

۳-۲- ۳ سرعت واکنش.......................................................................................................................................................... ۵۴

۳-۲-۴سرعت واکنش برحسب پیشرفت واکنش................................................................................................................ ۵۵

۳-۲-۵تحلیل داده های حرارتی با معادله کیسینجر............................................................................................................ ۵۶

۳-۲-۶تعیین پارامترهای سه گانه ی سینتیکی...................................................................................................................... ۵۸

۳-۲-۷تغییرات Ea با پیشرفت واکنش................................................................................................................................ ۶۰

۳-۲-۸نمودارهای اثر جبرانی:............................................................................................................................................... ۶۲

۳-۲-۹محاسبه بستگی Ea  به α.......................................................................................................................................... ۶۳

۳-۲-۱۰ پیش بینی  طول عمر پیشرانه.................................................................................................................................. ۶۳

۳-۳نتیجه گیری:..................................................................................................................................................................... ۶۵

۳-۴پیشنهادات:........................................................................................................................................................................ ۶۶

فهرست شکل ها

عنوان                                                                                                                                      صفحه

شکل ‏۱‑۱   اثر فتوالکتریک.................................................................................................................................................... ۱۰

شکل ‏۱‑۲ اثر کامپتون............................................................................................................................................................. ۱۱

شکل ‏۱‑۳ تولید زوج یون...................................................................................................................................................... ۱۲

شکل ‏۱‑۴: مکانهای انجام واکنش در فاز همگن (الف) و فاز غیرهمگن (ب).................................................................. ۱۹

شکل ‏۱‑۵: تبدیل پارامترهای اندازه گیری جرم در TGA(الف) و شار گرمایی در (DSC) (ب) به کسر تبدیل (ج) ۲۱

شکل ‏۱‑۶ نمودارهای α-tصعودی (الف)، نزولی(ب)،سیگموئیدی(ج) و خطی(د) در بررسی های همدما.................. ۲۳

شکل ‏۱‑۷ نمودارهای dα/dt صعودی (الف)،نزولی (ب)،سیگموئیدی(ج) و خطی (د) در بررسی های همدما......... ۲۳

شکل ‏۱‑۸ : نمایش شماتیک منحنی های هم دما، T7<T6<T5<T4<T3<T2<T1.............................................. 26

شکل ‏۱‑۹ نمونه ای از نمودار DSC با چندین حالت تغییر فاز........................................................................................ ۳۵

شکل ‏۲‑۱: نرم افزارهای استفاده شده.................................................................................................................................... ۳۷

شکل ‏۳‑۱: نمودار DSC تخریب K25 سرعتهای حرارت دهی ۱۰(آبی)-۱۵(سبز)-۲۰(قرمز)-۲۵(زرد)-۳۰(مشکی)    ۳۹

شکل ‏۳‑۲: نمودارDSC تخریب حرارتی سرعتهای حرارت دهی ۱۰(آبی)-۱۵(سبز)-۲۰(قرمز)-۲۵(زرد)-۳۰(مشکی) برای K25 تحت تابش نوترون گرمایی (راست)، تحت تابش گاما (چپ)......................................................................................... ۳۹

شکل ‏۳‑۳: نمودارپیشرفت واکنش(α-T) بر حسب دما در سرعتهای حرارت دهی ۱۰(آبی)-۱۵(سبز)-۲۰(قرمز)-۲۵(زرد)-۳۰(مشکی) برای تخریب حرارتیK25............................................................................................................................. 40

شکل ‏۳‑۴: نمودارپیشرفت واکنش(α-T) بر حسب دما در سرعتهای حرارت دهی ۱۰(آبی)-۱۵(سبز)-۲۰(قرمز)-۲۵(زرد)-۳۰(مشکی) برای تخریب حرارتیK25 تحت تابش نوترون گرمایی (راست)، تحت تابش گاما (چپ)................... ۴۰

شکل ‏۳‑۵: نمودار سرعت واکنش(dα/dt-T) بر حسب دما در سرعتهای حرارت دهی ۱۰(آبی)-۱۵(سبز)-۲۰(قرمز)-۲۵(زرد)-۳۰(مشکی) برای تخریب حرارتیK25............................................................................................................................. 41

شکل ‏۳‑۶: نمودار سرعت واکنش(dα/dt-T) بر حسب دما در سرعتهای حرارت دهی ۱۰(آبی)-۱۵(سبز)-۲۰(قرمز)-۲۵(زرد)-۳۰(مشکی) برای تخریب حرارتیK25 تحت تابش نوترون گرمایی (راست)، تحت تابش گاما (چپ)................... ۴۱

شکل ‏۳‑۷: نمودار سرعت واکنش  بر حسب پیشرفت واکنش  (dα/dt-α)در سرعتهای حرارت دهی ۱۰(آبی)-۱۵(سبز)-۲۰(قرمز)-۲۵(زرد)-۳۰(مشکی) برای تخریب حرارتیK25......................................................................................................... 42

شکل ‏۳‑۸: نمودار سرعت واکنش بر حسب پیشرفت واکنش (dα/dt-α) در سرعتهای حرارت دهی ۱۰(آبی)-۱۵(سبز)-۲۰(قرمز)-۲۵(زرد)-۳۰(مشکی) برای تخریب حرارتیK25 تحت تابش نوترون گرمایی (راست)، تحت تابش گاما (چپ)............ ۴۲

شکل ‏۳‑۹:نمودار محاسبه انرژی فعالسازی به روش کیسینجر K25................................................................................ 43

شکل ‏۳‑۱۰: نمودار محاسبه انرژی فعالسازی به روش کیسینجر K25 تحت تابش نوترون گرمایی............................ ۴۴

شکل ‏۳‑۱۱: نمودار محاسبه انرژی فعالسازی به روش کیسینجر K25 تحت تابش گاما............................................... ۴۵

شکل ‏۳‑۱۲  نمودارهای خطی روش کوتس – ردفرن با مدلهای مختلف در سرعتهای حرارت دهی ۱۰(آبی)-۱۵(سبز)-۲۰(قرمز)-۲۵(زرد)-۳۰(مشکی)  برای تخریب حرارتی K25...................................................................................................... 46

شکل ‏۳‑۱۳: نمودارهای خطی روش کوتس – ردفرن با مدلهای مختلف در سرعتهای حرارت دهی ۱۰(آبی)-۱۵(سبز)-۲۰(قرمز)-۲۵(زرد)-۳۰(مشکی)  برای تخریب حرارتی K25 تحت تابش نوترون گرمایی...................................................... ۴۷

شکل ‏۳‑۱۴: نمودارهای خطی روش کوتس – ردفرن با مدلهای مختلف در سرعتهای حرارت دهی ۱۰(آبی)-۱۵(سبز)-۲۰(قرمز)-۲۵(زرد)-۳۰(مشکی)  برای تخریب حرارتی K25 تحت تابش گاما......................................................................... ۴۷

شکل ‏۳‑۱۵: نمودار تغییرات Ea (قرمز)و LnfA (آبی) بر حسب α برای K25 با استفاده از روش فریدمن............. ۴۸

شکل ‏۳‑۱۶: نمودار تغییرات Ea (قرمز)و LnfA (آبی) بر حسب α برای K25تحت تابش نوترون گرمایی(راست) و گاما(چپ) با استفاده از روش فریدمن........................................................................................................................................................................... ۴۹

شکل ‏۳‑۱۷: وجود اثر جبرانی با استفاده از روش فریدمن در تخریب حرارتی K25..................................................... 49

شکل ‏۳‑۱۸:وجود اثر جبرانی با استفاده از روش فریدمن در تخریب حرارتی K25تحت تابش نوترون گرمایی(راست)-گاما(چپ)  ۵۰

شکل ‏۳‑۱۹: نمودارDSC تخریب حرارتی سرعتهای حرارت دهی ۱۰(آبی)-۱۵(سبز)-۲۰(قرمز)-۲۵(زرد)-۳۰(مشکی) برای K30.................................................................................................................................................................................................. 52

شکل ‏۳‑۲۰: نمودارDSC تخریب حرارتی سرعتهای حرارت دهی ۱۰(آبی)-۱۵(سبز)-۲۰(قرمز)-۲۵(زرد)-۳۰(مشکی) برای K30 تحت تابش نوترون گرمایی (راست)، تحت تابش گاما (چپ)......................................................................................... ۵۲

شکل ‏۳‑۲۱: نمودارپیشرفت واکنش(α-T) بر حسب دما در سرعتهای حرارت دهی ۱۰(آبی)-۱۵(سبز)-۲۰(قرمز)-۲۵(زرد)-۳۰(مشکی) برای تخریب حرارتیK30............................................................................................................................. 53

شکل ‏۳‑۲۲: نمودارپیشرفت واکنش(α-T) بر حسب دما در سرعتهای حرارت دهی ۱۰(آبی)-۱۵(سبز)-۲۰(قرمز)-۲۵(زرد)-۳۰(مشکی) برای تخریب حرارتیK30 تحت تابش نوترون گرمایی (راست)، تحت تابش گاما (چپ)................... ۵۳

شکل ‏۳‑۲۳: نمودار سرعت واکنش(dα/dt-T) بر حسب دما در سرعتهای حرارت دهی ۱۰(آبی)-۱۵(سبز)-۲۰(قرمز)-۲۵(زرد)-۳۰(مشکی) برای تخریب حرارتیK30............................................................................................................................. 54

شکل ‏۳‑۲۴: نمودار سرعت واکنش(dα/dt-T) بر حسب دما در سرعتهای حرارت دهی ۱۰(آبی)-۱۵(سبز)-۲۰(قرمز)-۲۵(زرد)-۳۰(مشکی) برای تخریب حرارتیK30 تحت تابش نوترون گرمایی (راست)، تحت تابش گاما (چپ)................... ۵۴

شکل ‏۳‑۲۵: نمودار سرعت واکنش بر حسب پیشرفت واکنش (dα/dt-α) در سرعتهای حرارت دهی ۱۰(آبی)-۱۵(سبز)-۲۰(قرمز)-۲۵(زرد)-۳۰(مشکی) برای تخریب حرارتیK30......................................................................................................... 55

شکل ‏۳‑۲۶: نمودار سرعت واکنش بر حسب پیشرفت واکنش (dα/dt-α) در سرعتهای حرارت دهی ۱۰(آبی)-۱۵(سبز)-۲۰(قرمز)-۲۵(زرد)-۳۰(مشکی) برای تخریب حرارتیK30 تحت تابش نوترون گرمایی (راست)، تحت تابش گاما (چپ)............ ۵۵

شکل ‏۳‑۲۷: نمودار برای محاسبه انرژی فعالسازی به روش کیسینجر K30................................................................... 56

شکل ‏۳‑۲۸: نمودار برای محاسبه انرژی فعالسازی به روش کیسینجر K30 تحت تابش نوترون گرمایی.................. ۵۷

شکل ‏۳‑۲۹: نمودار برای محاسبه انرژی فعالسازی به روش کیسینجر K30 تحت تابش گاما...................................... ۵۸

شکل ‏۳‑۳۰: نمودارهای خطی روش کوتس – ردفرن با مدلهای مختلف در سرعتهای حرارت دهی ۱۰(آبی)-۱۵(سبز)-۲۰(قرمز)-۲۵(زرد)-۳۰(مشکی)  برای تخریب حرارتی K30...................................................................................................... 59

شکل ‏۳‑۳۱: نمودارهای خطی روش کوتس – ردفرن با مدلهای مختلف در سرعتهای حرارت دهی ۱۰(آبی)-۱۵(سبز)-۲۰(قرمز)-۲۵(زرد)-۳۰(مشکی)  برای تخریب حرارتی K30 تحت تابش نوترون گرمایی...................................................... ۵۹

شکل ‏۳‑۳۲: نمودارهای خطی روش کوتس – ردفرن با مدلهای مختلف در سرعتهای حرارت دهی ۱۰(آبی)-۱۵(سبز)-۲۰(قرمز)-۲۵(زرد)-۳۰(مشکی)  برای تخریب حرارتی K30 تحت تابش گاما......................................................................... ۶۰

شکل ‏۳‑۳۳: نمودار تغییرات Ea (قرمز)و LnfA (آبی) بر حسب α برای K30 با استفاده از روش فریدمن............. ۶۱

شکل ‏۳‑۳۴: 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........................................................................................................................................................................... ۶۱

شکل ‏۳‑۳۵: وجود اثر جبرانی با استفاده از روش فریدمن در تخریب حرارتی K30..................................................... 62

شکل ‏۳‑۳۶: وجود اثر جبرانی با استفاده از روش فریدمن در تخریب حرارتی K30تحت تابش نوترون گرمایی(راست)-گاما(چپ) ۶۲

 

 

 

 

فهرست جدول ها

عنوان                                                                                                                                      صفحه

جدول ‏۱‑۱: مدلهای مختلف سینتیک حالت جامد............................................................................................................... ۲۵

جدول ‏۳‑۱: نتایج محاسبات به روش کیسینجر K25......................................................................................................... 43

جدول ‏۳‑۲: نتایج محاسبات به روش کیسینجر K25 تحت تابش نوترون گرمایی........................................................ ۴۴

جدول ‏۳‑۳ : نتایج محاسبات به روش کیسینجر K25 تحت تابش گاما.......................................................................... ۴۵

جدول ‏۳‑۴: محاسبه بستگی انرژی فعالسازی به درجه پیشرفت واکنش K25............................................................... 50

جدول ‏۳‑۵: محاسبه بستگی انرژی فعالسازی به درجه پیشرفت واکنش K25تحت تابش نوترون گرمایی................. ۵۰

جدول ‏۳‑۶: محاسبه بستگی انرژی فعالسازی به درجه پیشرفت واکنش K25 تحت تابش گاما................................... ۵۰

جدول ‏۳‑۷ پارامترهای سینتیکی K25 با استفاده از روشASTM................................................................................... 51

جدول ‏۳‑۸ پارامترهای سینتیکی K25 تحت تابش نوترون گرمایی با استفاده از روش ASTM................................. 51

جدول ‏۳‑۹ پارامترهای سینتیکی K25 تحت تابش گاما با استفاده از روش ASTM.................................................... 51

جدول ‏۳‑۱۰ نتایج محاسبات به روش کیسینجر K30....................................................................................................... 56

جدول ‏۳‑۱۱  نتایج محاسبات به روش کیسینجر K30 تحت تابش نوترون گرمایی..................................................... ۵۷

جدول ‏۳‑۱۲ نتایج محاسبات به روش کیسینجر K30تحت تابش گاما........................................................................... ۵۸

جدول ‏۳‑۱۳: محاسبه بستگی انرژی فعالسازی به درجه پیشرفت واکنش K30............................................................. 63

جدول ‏۳‑۱۴: محاسبه بستگی انرژی فعالسازی به درجه پیشرفت واکنش K30تحت تابش نوترون گرمایی.............. ۶۳

جدول ‏۳‑۱۵: محاسبه بستگی انرژی فعالسازی به درجه پیشرفت واکنش K30 تحت تابش گاما................................ ۶۳

جدول ‏۳‑۱۶: پارامترهای سینتیکی K30: با استفاده از روشASTM.............................................................................. 63

جدول ‏۳‑۱۷ پارامترهای سینتیکی K30 تحت تابش نوترون گرمایی با استفاده از روش ASTM.............................. 64

جدول ‏۳‑۱۸ پارامترهای سینتیکی K30 تحت تابش گاما با استفاده از روش ASTM.................................................. 64

سوالات یا اهداف این پایان نامه :

  • روش مدل فیتینگ کوتس- ردفرن نشان داد که مدل واکنش تخریب حرارتی حالت جامد پیشرانه های K25 و K30 از نوع ۲F می باشد و از آنجایی که معمولاً در روش مدل فیتینگ، مدل های Fn بزرگترین رگرسیون را به خود اختصاص میدهند (هر چند مکانیسم واکنش از مدل دیگری پیروی کند)، از مدلهای Fn صرفنظر شد و با چشم پوشی از مدلهای Fn، مشخص گردید که مدل واکنش تخریب حرارتی حالت جامد تحت اثر تابش های اعمالی در این پروژه تغییر نکرده و از نوع ۲A می باشد.
  • واکنش تخریب حرارتی حالت جامد این پیشرانه ها تک مکانیسم هستند.
  • با توجه به روش های بدون مدل تغییرات انرژی فعالسازی با پیشرفت واکنش به وضوح مشاهده می شود.
  • پارامتر های سه گانه سینتیکی و طول عمر پیشرانه ها تحت اثر تابش های نوترون گرمایی و گاما تغییر قابل ملاحظه ای داشته است.

برای دیدن جزئیات بیشتر ، خرید و دانلود آنی فایل متن کامل با فرمت ورد می توانید به لینک زیر مراجعه نمایید:

 دانلود متن کامل پایان نامه جغرافیا در لینک زیر

لینک متن کامل پایان نامه رشته جغرافیا با عنوان :  مطالعه اثر تشعشعات رادیواکتیو بر روی سینتیک تخریب حرارتی و طول عمر برخی از پیشرانه ها

Related posts: