کتاب فرآیندهای صنعتی تولید آب سنگین

معرفی کتاب فرآیندهای صنعتی تولید آب سنگین

کتاب الکترونیکی «فرآیندهای صنعتی تولید آب سنگین» (Industrial Processes for Heavy Water Production) به گردآوری و تألیف علیرضا فضلعلی و محمد ایل‌بیگی و با همکاری دانشگاه اراک منتشر شده است. این اثر به بررسی روش‌ها و فناوری‌های مختلف تولید آب سنگین در مقیاس صنعتی می‌پردازد و به عنوان منبعی تخصصی برای دانشجویان و پژوهشگران حوزه مهندسی شیمی و هسته‌ای تدوین شده است. نسخه الکترونیکی این اثر را می‌توانید از طاقچه خرید و دانلود کنید.

درباره کتاب فرآیندهای صنعتی تولید آب سنگین

این کتاب به بررسی جامع فرآیندهای صنعتی تولید آب سنگین می‌پردازد و با توجه به رشد فناوری‌های هسته‌ای و نیاز روزافزون به منابع تخصصی در این حوزه، تلاش کرده است تصویری کلی از روش‌های تولید، تاریخچه، کاربردها و چالش‌های فنی مرتبط با آب سنگین ارائه دهد. اثر حاضر در سال ۱۳۹۷ تدوین شده و به دغدغه‌های فنی و علمی پیرامون تولید آب سنگین در صنایع هسته‌ای و پزشکی پاسخ می‌دهد. نویسندگان در مقدمه اشاره می‌کنند که هدف اصلی کتاب، آشنایی مخاطبان با طرحوارهٔ کلی و شرایط هر فرآیند است و وارد جزئیات طراحی مفهومی واحدهای صنعتی نشده‌اند. کتاب با مروری بر ایزوتوپ‌های هیدروژن آغاز می‌شود و سپس به سراغ معرفی روش‌های جداسازی و تولید آب سنگین، از جمله تقطیر، تبادل ایزوتوپی، الکترولیز و روش‌های نوین‌تر مانند استفاده از لیزر و کروماتوگرافی می‌رود. در بخش‌های پایانی نیز به مدیریت تولید و نگهداری آب سنگین و کاربرد آن در راکتورهای هسته‌ای پرداخته شده است. این کتاب به عنوان یک منبع دانشگاهی و مرجع تخصصی برای دانشجویان و پژوهشگران رشته‌های مهندسی شیمی، هسته‌ای و صنایع مرتبط قابل استفاده است.

خلاصه کتاب فرآیندهای صنعتی تولید آب سنگین

این کتاب با معرفی ایزوتوپ‌های هیدروژن و تفاوت‌های آن‌ها آغاز می‌شود و سپس به اهمیت آب سنگین در صنایع هسته‌ای و پزشکی می‌پردازد. نویسندگان توضیح می‌دهند که آب سنگین به دلیل ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی خاص خود، نقش کلیدی در تعدیل نوترون‌ها و انتقال حرارت در راکتورهای هسته‌ای دارد و همین ویژگی‌ها باعث شده است که تولید صنعتی آن اهمیت ویژه‌ای پیدا کند.در ادامه، کتاب به بررسی ماهیت فرآیندهای تولید آب سنگین می‌پردازد و تفاوت میان روش‌های فیزیکی (مانند تقطیر) و شیمیایی (مانند تبادل ایزوتوپی و الکترولیز) را شرح می‌دهد. هر یک از این روش‌ها از نظر مصرف انرژی، پیچیدگی عملیاتی و بازدهی مورد مقایسه قرار می‌گیرند. برای مثال، تقطیر به عنوان روشی ساده اما پرهزینه معرفی می‌شود که بیشتر برای تغلیظ نهایی آب سنگین کاربرد دارد، در حالی که تبادل ایزوتوپی و الکترولیز به عنوان روش‌های اصلی جداسازی دوتریوم از آب معمولی مطرح هستند.کتاب به تفصیل به فرآیندهای تبادل ایزوتوپی، به ویژه فرآیند آب-هیدروژن سولفاید (فرآیند ۰۵)، می‌پردازد و مزایا و معایب هر روش را از نظر فنی و اقتصادی بررسی می‌کند. همچنین به چالش‌هایی مانند خوردگی تجهیزات، مصرف بالای انرژی و مدیریت مواد سمی اشاره می‌شود. در بخش‌های بعدی، روش‌های نوین‌تر مانند استفاده از لیزر و کروماتوگرافی برای جداسازی ایزوتوپ‌های هیدروژن معرفی شده‌اند. در نهایت، کتاب به مدیریت تولید و نگهداری آب سنگین و کاربرد آن در انواع راکتورهای هسته‌ای می‌پردازد و نکاتی دربارهٔ طراحی و بهره‌برداری از واحدهای صنعتی ارائه می‌دهد.

چرا باید کتاب فرآیندهای صنعتی تولید آب سنگین را خواند؟

این کتاب با رویکردی تخصصی به فرآیندهای صنعتی تولید آب سنگین می‌پردازد و اطلاعات جامعی دربارهٔ روش‌های مختلف جداسازی و تولید این ماده ارزشمند ارائه می‌دهد. مخاطب با مطالعهٔ این اثر با چالش‌های فنی، اقتصادی و ایمنی تولید آب سنگین آشنا می‌شود و می‌تواند درک بهتری از کاربردهای آن در صنایع هسته‌ای و پزشکی به دست آورد. همچنین، کتاب به بررسی مزایا و معایب هر روش پرداخته و تصویری واقع‌گرایانه از وضعیت تولید آب سنگین در جهان و ایران ارائه می‌کند.

خواندن کتاب فرآیندهای صنعتی تولید آب سنگین را به چه کسانی پیشنهاد می‌کنیم؟

این کتاب برای دانشجویان و پژوهشگران رشته‌های مهندسی شیمی، مهندسی هسته‌ای، فیزیک کاربردی و صنایع مرتبط مناسب است. همچنین برای افرادی که در حوزهٔ طراحی و بهره‌برداری واحدهای صنعتی تولید آب سنگین یا مدیریت پروژه‌های هسته‌ای فعالیت دارند، منبعی مفید به شمار می‌آید.

فهرست کتاب فرآیندهای صنعتی تولید آب سنگین

- فصل اول: ایزوتوپ‌های هیدروژن و تاریخچه تولید آب سنگین به معرفی انواع ایزوتوپ‌های هیدروژن، ویژگی‌های آب سنگین، فراوانی دوتریوم در طبیعت و کاربردهای آن در صنایع هسته‌ای و پزشکی می‌پردازد.- فصل دوم: ماهیت فرآیندهای تولید آب سنگین و فاکتور جداسازی مروری بر روش‌های فیزیکی و شیمیایی تولید آب سنگین، مقایسهٔ بازدهی و مصرف انرژی هر روش و معرفی مفاهیم کلیدی مانند فاکتور جداسازی.- فصل سوم: فرآیند تقطیر شرح فرآیندهای تقطیر هیدروژن و آب، کاربرد آن‌ها در تغلیظ نهایی آب سنگین و چالش‌های عملیاتی مرتبط با این روش‌ها.- فصل چهارم: تبادل ایزوتوپی بررسی فرآیندهای تبادل ایزوتوپی، به ویژه فرآیند آب-هیدروژن سولفاید (فرآیند ۰۵)، مزایا و معایب، آرایش جریان‌ها و بهینه‌سازی مراحل.- فصل پنجم: تولید آب سنگین با استفاده از لیزر معرفی روش‌های نوین جداسازی ایزوتوپ‌های هیدروژن با لیزر و کاربردهای آن.- فصل ششم: تولید آب سنگین با روش کروماتوگرافی شرح جداسازی ایزوتوپ‌های هیدروژن و تولید آب سنگین با استفاده از کروماتوگرافی.- فصل هفتم: مدیریت تولید و نگهداری آب سنگین نکاتی دربارهٔ مدیریت تولید، نگهداری و حفظ کیفیت آب سنگین در واحدهای صنعتی.- پیوست‌ها: راکتورهای هسته‌ای شکافت، محاسبات مراحل تئوری و آنالیز ترکیب برای فرآیندهای مختلف.

بخشی از کتاب فرآیندهای صنعتی تولید آب سنگین

«ایزوتوپ‌های یک عنصر به گونه‌های متفاوتی از آن عنصر گفته می‌شود که تعداد پروتون‌های هستهٔ آن اتم یکسان و تفاوت آن‌ها در تعداد نوترون‌های موجود در هسته می‌باشد. این تفاوت در تعداد نوترون‌ها منجر به بروز خواص متفاوت فیزیکی، شیمیایی و رادیواکتیو یک عنصر می‌شود. اتم هیدروژن نیز در طبیعت دارای سه ایزوتوپ هیدروژن-۱ یا پروتیم، هیدروژن-۲ یا دوتریوم و هیدروژن-۳ یا تریتیوم می‌باشد که به ترتیب حاوی صفر، یک و دو نوترون در هسته می‌باشند. در آب معمولی هر اتم اکسیژن با دو اتم پروتیوم یا هیدروژن معمولی پیوند کووالانسی برقرار می‌کند. هر گاه این پیوند میان اکسیژن و ایزوتوپ دوتریوم برقرار شود مولکول حاصله آب سنگین نامیده می‌شود. خواص فیزیکی این ماده با آب معمولی متفاوت بوده و این تفاوت‌ها ناشی از همان نوترون موجود در هستهٔ اتم دوتریوم می‌باشد. شکل ۱-۱ ایزوتوپ‌های مختلف هیدروژن را نشان می‌دهد.»