مجله پژوهش فیزیک ایران
سال یکم شماره 1 (زمستان 1374)

با این که بیش از 80 سال از کشف هسته اتم می گذرد، هنوز یک نظریه جامع برای نیروی قوی، که عامل نگه دارنده هسته اتم به عنوان یک کل است، تدوین نشده است. در چند دهه اخیر، پراکندگی الکترون شناخت ما را نسبت به ساختمان هسته اتم و دینامیک برهم کنش هسته ای عمیقتر کرده است. در این مقاله، برخی از مهمترین نتایج به دست آمده از واکنشهای(e، e pp) و (e، e p) و (e، e) و در انرژی متوسط را به اختصار بررسی خواهیم کرد و نگاهی کوتاه به آینده این بخش از فیزیک هسته ای خواهیم داشت.

در این مقاله پیشنهاد جدیدی درباره طراحی رآکتور شکافت ارائه شده است که در مقابل اتفاقهای ناشی از خراب شدن خنک کننده کاملا مصون است. در این رآکتور پیشنهادی خود ایمن، گلوله های سوخت بر اثر تعادل بین نیروی وزن و نیروی مقاومی که جریان هلیوم خنک کننده به گلوله وارد می کند، به صورت شناور نگه داشته می شوند. به علاوه طراحی سیستم به صورتی است که اندازه نیروی مقاوم در طول بستر جریان، اندکی تغییر می کند و این تغییر به گونه ای است که سبب پایداری بستر شاره می شود. هر گونه اتفاقی که بر اثر خراب شدن خنک کننده (LOCA) یا افت جریان (LOFA) را پیش بیاید، باعث می شود که نیروی مقاوم کم شود یا از بین برود و در نتیجه گلوله های سوخت بر اثر نیروی وزن سقوط کنند و از قلب رآکتور خارج شوند. این گلوله ها پس از خروج، در منطقه ای که سیستم در حالت تحت بحرانی است قرار می گیرند و خنک می شوند و مسئله ذوب شدن قلب رآکتور منتفی می شود.
با تغییر سرعت خنک کننده، تخلخل بستر تغییر می کند و معلوم شده است که این امر سبب تغییر در ضریب تکثیر سیستم می شود، و از آن می توان برای کنترل سیستم استفاده کرد. با تعیین تخلخلی که به ازای آن ضریب تکثیر بی نهایت سیستم دارای مقدار بیشینه است و فرض قرار گرفتن سیستم در آن تخلخل، ارتفاع مؤثر قلب و سرعت لازم گاز هلیوم برای قرار داشتن سیستم در آن تخلخل محاسبه شده است. با مشخص شدن وضعیت مکانیکی سیستم، محاسبات رآکتور فیزیکی با استفاده از روش پخش نوترون و معادله انتقال انجام شده و شعاع بحرانی سیستم برای تولید 300 مگاوات تعیین شده است. توزیع شار برای نوترونهای گرمایی و نوترونهای سریع در درون قلب و بازتابنده با استفاده از روش محاسبات دو گروهی محاسبه و رسم شده است. لازم به تذکر است که در اکثر این محاسبات استفاده از کدهای پیشرفته میسر نبود، زیرا طراحی مورد نظر با سایر رآکتورهای معمولی که تا به حال طراحی شده اند و از آنها استفاده می شود مغایر است.

جریان آرام و تراکم ناپذیر شاره در اطراف استوانه به روش عددی حل شده است. در این بررسی، عدد رینولدز از 1/0 تا 1000 تغییر می کند و طیف وسیعی از جریان شاره را در برمی گیرد. جریان خزشی (Re<1)، جریان توام با گردابه های پایدار و متقارن (7≤Re≤40) و جریان توام با گردابه های متناوب (Re>40) در گستره این بررسی قرار دارند. در این مقاله تصاویری از گردابه های متناوب، نوسان ضرایب نیروی مقاومت و بالابر و نوسان نقطه جدایی جریان ارائه شده است. نتایج نشان می دهد که بسامد نوسان ها به عدد رینولدز بستگی دارد و با افزایش عدد رینولدز افزایش می یابد. رابطه ای برای عدد استروهال ارائه شده است که از آن می توان برای محاسبه بسامد نوسان ها در گستره (40 استفاده کرد.

در این بررسی مقدماتی، نوسانات آزاد یک جرم کروی خود گراننده متشکل از هسته مرکزی سیال و پوسته جامد بررسی شده است. نوسانات آزاد زمین واقعی، تا آنجا که فرض تقارن کروی و همسانگردی قابل قبول باشد، نباید از نوسانات مدل مورد بحث به دور باشد. هدف اصلی از این بررسی در این مرحله، آشنایی با پیچیدگی های ریاضی مسئله است تا کسب داده های عددی قابل انطباق به زمین واقعی.

در این مقاله، جهان متقارن نسبت به ماده و پادماده، به شکلی که در آن بلوکهای ماده و پادماده جدا از هم باشند، بررسی می شود. نشان داده می شود که شارگامای حاصل از برخورد ماده پادماده در مرز بلوکها فقط در صورتی با مقدار مشاهده شده سازگار است، که اندازه این بلوکها خیلی بیشتر از اندازه افق باشد.