1-2 کشف رادیو اکتیویته……………………………… 2

1-2-1 رادیواکتیویته…………………………………. 2

1-2-2واحد های اکتیویته……………………………… 3

1-2-3واپاشی……………………………………….. 4

1-2-4برهمکنش تابش با ماده…………………………… 4

1-2-5خواص نوترونهای آزاد……………………………. 5

1-2-5-1تقسیم بندی نوترونها از لحاظ انرژی……………… 6

1-2-5-2 برهمکنش نوترون با ماده………………………. 6

1-2-5-3 فعالسازی نوترونی……………………………. 7

1-2-6پرتوγ  (Gamma ray)……………………………… 7

1-2-6-1برهمکنش گاما با ماده…………………………. 8

1-2-6-1-1 اثر فوتوالكتریك…………………………… 9

1-2-6-1-2 اثركامپتون……………………………….. 10

1-2-6-1-3 تولید جفت یون…………………………….. 11

1-2-6-2 تابش دهی گاما و تولید ساختارهای شیمیایی جدید…… 12

1-3 پیشرانه ها:……………………………………. 13

1-3-1 کلیات……………………………………….. 13

1-3-2 خصوصیات پیشرانه جامد………………………….. 15

1-4 تعریف واکنش های حالت جامد……………………….. 18

1-4-1 سینتیک واکنش های حالت جامد…………………….. 18

1-4-2 قوانین سرعت در سینتیک حالت جامد………………… 19

1-4-2-1مدلها و مکانیسم ها در سینتیک حالت جامد…………. 22

1-4-2-1-1 طبقه بندی مدلها…………………………… 22

1-4-2-1-2طبقه بندی و استخراج مدلها بر اساس مفروضات مکانیسمی 24

1-5 روشهای بررسی سینتیک حالت جامد……………………. 25

1-5-1روشهای تجربی………………………………….. 25

1-5-1-1 روشهای همدما……………………………….. 26

1-5-1-2روشهای غیرهمدما……………………………… 26

 

1-5-2روشهای محاسباتی……………………………….. 28

1-5-2-1روشهای وابسته به مدل…………………………. 28

1-5-2-2روشهای مستقل از مدل………………………….. 30

1- 6 تغییر انرژی فعالسازی با پیشرفت واکنش…………….. 32

1-6-1 تغییرات حقیقی انرژی فعالسازی…………………… 32

1-6-1-1 واکنش های بنیادی……………………………. 32

1-6-1-2 واکنش های پیچیده……………………………. 32

1-6-2 تغییرات تصنعی در انرژی فعالسازی………………… 33

1-7 پیش بینی طول عمر……………………………….. 33

1- 8 مقدمه ای بر روش های آنالیز حرارتی……………….. 34

1-8-1تاریخچه روش های آنالیز حرارتی…………………… 34

1-8-2کاربرد ها…………………………………….. 34

فصل دوم مواد و روش کار………………………………

2-1 تکنیک ها:……………………………………… 36

2-2 مواد مصرفی:……………………………………. 36

2-3 دستگاه ها:…………………………………….. 36

2-4 نرم افزارهای مورد استفاده:………………………. 36

فصل سوم: بحث و نتایج………………………………..

3-1 مطالعه حرارتی  K25:…………………………….. 38

3- 1-1نمودارهای DSC نمونه های مورد آزمایش…………….. 38

3-1-2پیشرفت واکنش………………………………….. 40

3-1-3سرعت واکنش……………………………………. 41

3-1-4سرعت واکنش برحسب پیشرفت واکنش…………………… 42

3-1-5تحلیل داده های حرارتی با روش کیسینجر…………….. 43

3-1-6تعیین پارامترهای سه گانه ی سینتیکی………………. 46

3-1-7تغییرات Ea با پیشرفت واکنش……………………… 48

3-1-8نمودارهای اثر جبرانی…………………………… 49

3-1-9محاسبه بستگی Ea  به α………………………….. 50

این مطلب را هم بخوانید :

3-1-10تعیین طول عمر پیشرانه K25……………………… 51

3-2مطالعه حرارتی K30………………………………… 52

3-2-1نمودار DSC پیشرانه K30…………………………. 52

3-2-2پیشرفت واکنش………………………………….. 53

3-2- 3 سرعت واکنش………………………………….. 54

3-2-4سرعت واکنش برحسب پیشرفت واکنش…………………… 55

3-2-5تحلیل داده های حرارتی با معادله کیسینجر………….. 56

3-2-6تعیین پارامترهای سه گانه ی سینتیکی………………. 58

3-2-7تغییرات Ea با پیشرفت واکنش……………………… 60

3-2-8نمودارهای اثر جبرانی:………………………….. 62

3-2-9محاسبه بستگی Ea  به α………………………….. 63

3-2-10 پیش بینی  طول عمر پیشرانه…………………….. 63

3-3نتیجه گیری:…………………………………….. 65

3-4پیشنهادات:……………………………………… 66

فهرست شکل ها

عنوان                                                                صفحه

شکل ‏1‑1   اثر فتوالکتریک……………………………. 10

شکل ‏1‑2 اثر کامپتون………………………………… 11

شکل ‏1‑3 تولید زوج یون………………………………. 12

شکل ‏1‑4: مکانهای انجام واکنش در فاز همگن (الف) و فاز غیرهمگن (ب)    19

شکل ‏1‑5: تبدیل پارامترهای اندازه گیری جرم در TGA(الف) و شار گرمایی در (DSC) (ب) به کسر تبدیل (ج)…………………………. 21

شکل ‏1‑6 نمودارهای α-tصعودی (الف)، نزولی(ب)،سیگموئیدی(ج) و خطی(د) در بررسی های همدما……………………………………. 23

شکل ‏1‑7 نمودارهای dα/dt صعودی (الف)،نزولی (ب)،سیگموئیدی(ج) و خطی (د) در بررسی های همدما……………………………………. 23

شکل ‏1‑8 : نمایش شماتیک منحنی های هم دما، T7<T6<T5<T4<T3<T2<T1   26

شکل ‏1‑9 نمونه ای از نمودار DSC با چندین حالت تغییر فاز…. 35

شکل ‏2‑1: نرم افزارهای استفاده شده……………………. 37

شکل ‏3‑1: نمودار DSC تخریب K25 سرعتهای حرارت دهی 10(آبی)-15(سبز)-20(قرمز)-25(زرد)-30(مشکی) ……………………. 39

شکل ‏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)………………………….. 39

شکل ‏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…………………………………………………. 40

شکل ‏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)……… 40

شکل ‏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…………………………………………………. 41

شکل ‏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)……… 41

شکل ‏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…………………………………………. 42

شکل ‏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) 42

شکل ‏3‑9:نمودار محاسبه انرژی فعالسازی به روش کیسینجر K25… 43

شکل ‏3‑10: نمودار محاسبه انرژی فعالسازی به روش کیسینجر K25 تحت تابش نوترون گرمایی……………………………………… 44

شکل ‏3‑11: نمودار محاسبه انرژی فعالسازی به روش کیسینجر K25 تحت تابش گاما…………………………………………………. 45

شکل ‏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………………………………………… 46

شکل ‏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……………………. 47

شکل ‏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……………………………. 47

شکل ‏3‑15: نمودار تغییرات Ea (قرمز)و LnfA (آبی) بر حسب α برای K25 با استفاده از روش فریدمن………………………………. 48

شکل ‏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… 49

شکل ‏3‑17: وجود اثر جبرانی با استفاده از روش فریدمن در تخریب حرارتی K25…………………………………………………. 49

شکل ‏3‑18:وجود اثر جبرانی با استفاده از روش فریدمن در تخریب حرارتی K25تحت تابش نوترون گرمایی(راست)-گاما(چپ)……………… 50

شکل ‏3‑19: نمودارDSC تخریب حرارتی سرعتهای حرارت دهی 10(آبی)-15(سبز)-20(قرمز)-25(زرد)-30(مشکی) برای K30…………….. 52

شکل ‏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)………………………….. 52

شکل ‏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…………………………………………………. 53

شکل ‏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)……… 53

شکل ‏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…………………………………………………. 54

شکل ‏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)……… 54

شکل ‏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…………………………………………. 55

شکل ‏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) 55

شکل ‏3‑27: نمودار برای محاسبه انرژی فعالسازی به روش کیسینجر K30 56

شکل ‏3‑28: نمودار برای محاسبه انرژی فعالسازی به روش کیسینجر K30 تحت تابش نوترون گرمایی……………………………………… 57

شکل ‏3‑29: نمودار برای محاسبه انرژی فعالسازی به روش کیسینجر K30 تحت تابش گاما……………………………………………… 58

شکل ‏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………………………………………… 59

شکل ‏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……………………. 59

شکل ‏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……………………………. 60

شکل ‏3‑33: نمودار تغییرات Ea (قرمز)و LnfA (آبی) بر حسب α برای K30 با استفاده از روش فریدمن………………………………. 61

شکل ‏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  61

شکل ‏3‑35: وجود اثر جبرانی با استفاده از روش فریدمن در تخریب حرارتی K30…………………………………………………. 62

شکل ‏3‑36: وجود اثر جبرانی با استفاده از روش فریدمن در تخریب حرارتی K30تحت تابش نوترون گرمایی(راست)-گاما(چپ)……………… 62

 

 

 

 

فهرست جدول ها

عنوان                                                                صفحه

جدول ‏1‑1: مدلهای مختلف سینتیک حالت جامد………………. 25

جدول ‏3‑1: نتایج محاسبات به روش کیسینجر K25…………….. 43

جدول ‏3‑2: نتایج محاسبات به روش کیسینجر K25 تحت تابش نوترون گرمایی   44

جدول ‏3‑3 : نتایج محاسبات به روش کیسینجر K25 تحت تابش گاما. 45

جدول ‏3‑4: محاسبه بستگی انرژی فعالسازی به درجه پیشرفت واکنش K25 50

جدول ‏3‑5: محاسبه بستگی انرژی فعالسازی به درجه پیشرفت واکنش K25تحت تابش نوترون گرمایی……………………………………… 50

جدول ‏3‑6: محاسبه بستگی انرژی فعالسازی به درجه پیشرفت واکنش K25 تحت تابش گاما……………………………………………… 50

جدول ‏3‑7 پارامترهای سینتیکی K25 با استفاده از روشASTM….. 51

جدول ‏3‑8 پارامترهای سینتیکی K25 تحت تابش نوترون گرمایی با استفاده از روش ASTM…………………………………………. 51

جدول ‏3‑9 پارامترهای سینتیکی K25 تحت تابش گاما با استفاده از روش ASTM…………………………………………………. 51

جدول ‏3‑10 نتایج محاسبات به روش کیسینجر K30…………….. 56

جدول ‏3‑11  نتایج محاسبات به روش کیسینجر K30 تحت تابش نوترون گرمایی   57

جدول ‏3‑12 نتایج محاسبات به روش کیسینجر K30تحت تابش گاما…. 58

جدول ‏3‑13: محاسبه بستگی انرژی فعالسازی به درجه پیشرفت واکنش K30 63

جدول ‏3‑14: محاسبه بستگی انرژی فعالسازی به درجه پیشرفت واکنش K30تحت تابش نوترون گرمایی……………………………………… 63

جدول ‏3‑15: محاسبه بستگی انرژی فعالسازی به درجه پیشرفت واکنش K30 تحت تابش گاما……………………………………………… 63

جدول ‏3‑16: پارامترهای سینتیکی K30: با استفاده از روشASTM.. 63

جدول ‏3‑17 پارامترهای سینتیکی K30 تحت تابش نوترون گرمایی با استفاده از روش ASTM…………………………………………. 64

جدول ‏3‑18 پارامترهای سینتیکی K30 تحت تابش گاما با استفاده از روش ASTM…………………………………………………. 64

 

 

چكیده