[Zohreh Gholami]

موارد استفاده صلح آمیز از انرژی و عناصر هسته ای

هشدار دهنده ی آتش
استفاده صلح آمیزاز انرژی و عناصر هسته ای مربوط به چند مورد خاص نبوده و در همه جا حتی منازل ما نیز قابل استفاده می باشند، یکی از موارد ساده اما بسیار مفید آن هشدار دهنده های آتش می باشند. هشداردهنده  دود و آتش یكی از اختراعات جالب توسط بشر است كه قیمت چندانی نیز ندارد (كمتر از 7 دلار)، اما با اینكه ارزان است می تواند در حقیقت سالانه جان میلیون ها نفر را نجات دهد و استفاده از آن در هر خانه یا هر طبقه ای از ساختمان بسیار مفید خواهد بود.

هشداردهنده ها شامل دو بخش می باشند:
 یك حسگر برای دود و آتش و یك بلندگوی الكترونیكی برای هشدار دادن. آنها بوسیله یك باتری 9 ولتی یا ولتاژبرق شهر تغذیه می شوند.

به طور معمول امروزه دو نوع هشداردهنده استفاده می شود:
 حسگرهای فوتو الكتریك، حسگرهای یونیزه


حسگرهای فوتوالكتریك
وقتی شما ازآستانه در فروشگاهی گذر كرده و ناگهان صدای زنگ هشداردهنده ای را می شنوید متوجه حسگر نوری كه در آنجا استفاده شده خواهید شد، نزدیك در یا قسمت دیگر فروشگاه یك منبع نور (معمولا یك لیزر كم توان و یك لنز) و در قسمت دیگر یك حسگر نور كه می تواند منبع نور را ببیند وجود دارد. وقتی شما از پرتو نور رد می شوید جلوی آن را گرفته و باعث نرسیدن نور به حسگر می شوید كه این باعث به صدا در آمدن زنگ خواهد شد. در مورد دود و آتش نیز به همین صورت است یعنی اگر مقداری دود به اندازه كافی در آنجا وجود داشته باشد كه مانع رسیدن نور شود زنگ خطر به صدا در می آید.
 
اما دو مشكل وجود دارد:
* حسگر خیلی بزرگ است.
* آنچنان حساسیت ندارد.

 برای آنکه زنگ به صدا در آید باید مقدار زیادی دود در آن منطقه جمع شده باشد، كه به نوبه خود خطرناك است. بنابراین حسگرهای فوتوالكتریك از نور در جهت های مختلفی استفاده می كنند، در داخل  یك هشداردهنده یك منبع نور و یك سنسور با 90 درجه اختلاف زاویه وجود دارد

همانند شكل زیر:

حسگرهای یونیزه
حسگرهای یونیزه از یك محفظه یونیزه و یك منبع پرتو افشانی یونیزه استفاده می كنند. استفاده از این نوع حسگرها رایج تر است چراکه ارزان تر بوده و حساسیت بهتری در حس كردن مقدار كمتر دود و آتش دارند. در داخل یك حسگر یونیزه مقدار كمی americium-241 (شاید در حدود gr 5000/1 ) وجود دارد. این عنصر رادیواكتیو نیمه عمر 432 ساله داشته و یك منبع خوب برای ذرات آلفا ست.

به بیان دیگر یك حسگر شامل 0.9 میكرو كوری (micocurie) از americium-241 می باشد. یك كوری واحد اندازه گیری  مواد هسته ای است، اگر شما یك كوری از ماده ای در دستتان داشته باشید شما ماده ای با پرتو افشانی  000،000،000،37 در ثانیه خواهید داشت. به این معنا كه 37 میلیارد اتم در حال گسیل و پرتو افشانی ذرات هسته ای (همانند ذره آلفا) در ثانیه هستند. یك گرم از عنصر رادیواكتیو تقریبا شامل یك كوری می شود. منبع یونیزه ساختار ساده ای دارد كه شامل دو صفحه، ولتاژی كه از دو صفحه عبور كرده و یك منبع رادیواكتیو با پرتو افشانی یونیزه.

همانند شكل زیر می باشد:

ذرات آلفا توسط americium  تولید می شوند بدین صورت كه آنها اتم های اكسیژن و نیتروژن داخل محفظه را یونیزه می كنند، یونیزه به این مفهوم است كه یك الكترون از اتم كنده می شود و آن الكترون تبدیل به یك الكترون آزاد خواهد شد (كه دارای بار منفی است) و اتمی كه یك الكترون از دست دهد دارای بار مثبت می شود. الكترون آزاد كه دارای بار منفی است به سمت صفحه ای كه بار مثبت دارد می رود و اتم مثبت گرایش به صفحه با بار منفی می یابد. مدار حساس الكترونیكی در داخل حسگر دود متوجه بوجود آمدن این جریان الكتریكی كه توسط حركت الكترون ها و یون ها بوجود آمده می شوند. وقتی دود داخل محفظه یونیزه می شود ذرات دود به یونها چسبیده و آنها را خنثی می كنند و جریان را مختل می كند، حسگر متوجه اختلال در جریان صفحه ها شده و آژیر خطر به صدا در می آید.

با صحبت در مورد اینگونه هشدار دهندها مردم تصور می كنند كه پرتو افشانی هسته ای زیادی از این گونه دستگاه ها ساطع می شود، اما در حقیقت مقدار پرتو افشانی در این گونه دستگاه ها فوق العاده كم است. در مورد ذرات آلفا نیز به همین صورت است ، ذرات تولید شده آلفا از یك ورق كاغذ نیز نمی توانند عبور كنند. فقط خطر زمانی شما را تهدید می كند كه عنصر درون حسگر (americium) را استشمام كنید. پس باید از باز كردن محفظه یونیزه كه این عنصر نگهداری می شود خودداری کرد. وقتی پوشش یك هشدار دهنده یونی را برمی داریم یك مدار چاپی الكترونیكی، محفظه یونیزه و زنگ خطر را مشاهده خواهیم کنید.

تصویر بزرگتری از پشت و جلوی مدار چاپی هشدار دهنده:

محفظه یونی با جدارهای از ورق آلومینیوم پوشانده شده و راه هایی برای عبور هوا بر روی این جداره ها تعبیه شده، جداره همچنین نقش صفحه منفی برای محفظه یونی را بازی می كند.
 

در زیر جداره یك نگهدارنده سرامیكی كه شامل صفحه مثبت محفظه یونی است قرار دارد و در زیر این صفحه منبع یونیزاسیون قرار دارد كه شما نباید آن را باز كنید.



میثم سالاریه

جعبه متن

منبع: تبیان

[/size]