سانتريفيوژ چيست؟
طي سال هاي گذشته و همزمان با پيشرفت هايي كه در زمينه استفاده از انرژي هسته اي صورت گرفته است ، مجموعه اي از مفاهيم و عبارات نيز وارد زبان روزمره فارسي شده كه اگر چه بارها در رسانه ها شنيده مي شوند‌،اما برخي از آنها در اذهان مردم شفافيت چنداني ندارند. يكي از اين عبارات "سانتريفيوژ" است.
سانتريفيوژ انواع و اقسام مختلفي داشته و استفاده از آن در بحث توليد انرژي هسته اي تنها يكي از موارد كاربردي آن است . شايد ساده ترين نوع استفاده از اين تكنيك ، ريختن سبزي هاي شسته شده در سبدي مخصوص و چرخاندن آن با استفاده از دستگيره و خارج نمودن آب اضافي از آنها باشد.
سانتريفيوژ به هر دستگاهي گفته مي شود كه با سرعت زيادي به دور خود چرخيده و در همين حال با استفاده از نيروي گريز از مركز ايجاد شده ، مواد درون خود را نيز به بيرون پرتاب مي كند.

بررسي اين فرايند در نوع خود كار ساده اي است . آزمايشي ساده مي تواند بسياري از علامت ها پرسش ها را از ميان بردارد . سطل آبي را برداشته و در حالي كه تا نيمه پر از آب است ، با سرعت به دور خود چرخانده و پس از چند دور پرتاب كنيد.
به خوبي ديده مي شود كه به واسطه نيروي گريز از مركز ايجاد شده ، آب درون سطل از آن بيرون نمي ريزد. اين امر ، پايه و اساس سيستم هاي سانتريفيوژ به حساب مي آيد .
در يك سانتريفيوژ واقعي نيز فرايند مشاهبي روي مي دهد . به واسطه چرخش بسيار سريع محفظه اي به دور خود، هر آن چه در درون آن وجود دارد به سمت بيرون تحت فشار قرار مي گيرد . اين دستگاه مي تواند در بر گيرنده هر ماده اي باشد ، از نمونه هاي خوني گرفته تا مواد شيميايي مختلف از اين رو نمونه هاي آن بسيار متنوع است .

به عنوان مثال ناسا داراي سانتريفيوژ عظيمي است كه از آن براي قرار دادن فضا نوردان در معرض نيروهاي شديد استفاده مي شود. نيروي گريز از مركز توليد شده در اين سانتريفيوژ مي تواند شبيه سازي بسيار مناسبي از نيروي گرانشي باشد كه در زمان پرتاب فضاپيماها بر بدن هوا نوردان وارد مي شود.
سانتريفيوژ لازم اصلي غني سازي اورانيوم
 در فرايند توليد سوخت هسته اي و استفاده از آن در نيروگاه ها ، كه با هدف توليد انرژي نظير الكتريسته صورت مي گيرد ، سانتريفيوژها نقش اساسي را در غني سازي اورانيوم ايفا مي كنند، به طوري كه در صورت نبود آنها عملا مانع بزرگي بر سر راه غني سازي اورانيوم به وجود مي آيد .

پس از كه سنگ معدن اورانيوم از معادن استخراج شد ، آسياب شده و به شكل پودر در مي آيد .بر اساس برآوردهاي صورت گرفته از هر تن سنگ معدن اورانيوم بالغ بر 140 كيلوگرم اورانيوم طبيعي حاصل مي شود كه فقط مي توان حدود يك كيلوگرم اورانيوم خالص 235 به دست آورد ، يعني در مجموع يك كيلوگرم اورانيوم خالص از هر هزار كيلوگرم سنگ معدن اورانيوم.

در ادامه ، اسيد سولفوريك به مواد افزوده شده و پس از طيشدن چند مرحله ديگر ، اكسيد اورانيوم با اسيد سولفوريك تركيب مي شود و در نهايت سولفات اورانيل حاصل مي شود و در آخر با افزودن حلال هاي مخصوصي به سولفات اورانيل ، ماده جامدي به نام كيك زرد به وجود مي آيد كه شامل 70 درصد اورانيوم بوده و داراي خواص پرتوزايي (راديواكتيويته ) است . براي غني سازي اورانيوم ، بايد ابتدا كيك زرد را با اتم فلوئور تركيب كرد و به صورت گاز هگزافلورايد اورانيوم درآورد. از اينجا به بعد است كه غني سازي اورانيوم به واسطه استفاده از فناوري سانتريفيوژي كامل مي شود.
البته روش هاي مختلفي براي اين كار وجود دارد ، اما بررسي ها نشان داده اند كه استفاده از سانتريفيوژ بهترين و موثرترين روش براي غني سازي اورانيوم است .
تاريخچه
 غني سازي اورانيوم با استفاده از فناوري سانتريفيوژ براي نخستين بار حدود 40 سال پيش به وسيله مهندسي آلماني به نام "زيپه" صورت گرفت.
البته از آن زمان تا اكنون اين فناوري با تغييرات و پيشرفت هاي گوناگوني همراه بوده است . روش سانتريفيوژ در مقياس صنعتي ابتدا در هلند در دهه 60 ميلادي به كار گرفته شد . براي اين منظور توسعه مواد با استقامت و خواص ويژه و ساخت ياتاقان هاي پيشرفته براي سانتريفيوژهايي با سرعت دوراني زياد لازم بود. در آلمان و انگلستان نيز اين روش توسعه يافت و در سال 1970 سه كشور آلمان ، هلند و انگلستان شركت URENCO را براي توسعه اين فرايند و عرصه سرويس غني سازي به بازار بين المللي تشكيل داده اند.

اين فرايند در دهه 80 در كشورهاي آمريكا ، فرانسه ، ژاپن ، استراليا و چند كشور ديگر نيز به كار گرفته شد. البته بايد يادآوري كرد كه استفاده از سانتريفيوژ براي جداسازي مواد با جرم هاي ويژه مختلف از صد سال پيش شروع شده است ، ولي در آن زمان بحث غني سازي به هيچ وجه مطرح نبود. از سال 1919 ميلادي اين روش براي جداسازي ايزتوپ گازها استفاده شد . در جنگ جهاني دوم هم سانتريفيوژ براي غني سازي اورانيوم به كار رفت.
جدا از استفاده از اين فرايند در غني سازي هسته اي ، استفاده از آن براي دانشمندان علوم مختلف مزاياي قابل توجهي داشته است . دانشمندان مي توانند با استفاده از اين تكنيك ، به جداسازي مايعات و تفكيك آنها به ذرات سازنده آنها بپردازند و جالب اين است كه پس از توقف فرايند سانتريفيوژ ،ذرات جدا شده ديگر با يكديگر تركيب نمي شوند.

يكي ديگر از موارد استفاده از سانتريفيوژ ، در مور پزشكي ، و تجزيه و تحليل نمونه هاي خوني است . زماني كه نمونه خوني در دستگاه سانتريفيوژ قرار مي گيرد ، دستگاه شروع به چرخش بسيار سريع كرده و در ادامه ، عناصر سازنده خون از يكديگر جدا مي شوند؛ طوري كه سلول هاي خوني در كف محفظه و سلول هاي پلاسما به بالاي محفظه مي روند.
امروزه استفاده از اين تكنيك در فعاليت هاي هسته اي به دليل پيچيدگي ها و دشواري هايي كه دارد ، فرايندي سخت و پر هزينه به حساب مي آيد و از اين تكنيك تنها برخي كشورها جهان مي توانند استفاده كنند، و معمولا فناوري آن به جهت مزاياي قابل توجهي كه به همراه دارد در دسترس ساير كشورها قرار نمي گيرد.
منبع:rasekhoon.net

موارد مصرف طلا (کاربردهای طلا) 
در درجه ی اول از طلا به منظور سکه زنی و تهیه ی شمش و پشتوانه ی ارزی استفاده می شود به طوری که در کشور های سرمایه داری رقمی حدود ۴۰۰۰۰ تن را شامل می شود. مقدار باقی مانده ی طلا در تولید لوازم مختلف به کار می رود که جواهرات زینتی در صدر آنها قرار دارد (۵۰%) . انواع سبز و سفید و زرد طلا در جواهرسازی مورد استفاده قرار می گیرد. به خاطر نرمی در جواهرسازی آن را مس، نقره، نیکل و یا پالادیم همراه می کنند.

شمش های طلا
عمده‌ترین موارد تقاضای طلا برای جواهرات، صنایع الکترونیک، دندان‌پزشکی، سرمایه گذاری‌های جزیی و دیگر موارد است. تقاضای مشتری یکی از موارد تقاضای طلا است که مجموع سرمایه گذاری‌های جزیی و تقاضا برای جواهرات را شامل می‌شود.

میزان تقاضای طلا برای مصارف دندان‌پزشکی و صنایع در طول سا‌ل تقریباْ ثابت است و تغییر خاصی را نشان نمی‌دهد ولی تقاضای طلا برای جواهرات در طول سال متغیر است بطوری‌که در سه ماهه آخر سال بالاترین مقدار را نشان می‌دهد و در تمام کشورها بالاترین میزان تقاضای طلا در روزهای قبل از سال نو آن‌ها است که به‌دلیل مصرف در ساخت جواهرات می‌باشد.

اطلاعات موجود در سال ۱۹۹۵ معرف آن است که کشورهای آسیای‌شرقی و جنوب‌شرقی مجموعاْ با خرید ۱۱۲۶ تن طلا رکورددار تقاضای طلا در سطح منطقه بوده‌اند. این مقدار حدود ۴۰ درصد کل تقاضای جهانی طلا بود که دلیل عمده آن شکوفایی اقتصادی این منطقه از جهان در این سال‌ها است. کشور هند با متوسط تقاضای ۷۰۰ تا ۸۰۰ تن طلا، در صدر کشورهای مصرف کننده طلا قرار دارد زیرا در هند طلا و جواهرات جایگاه ویژه‌ای دارد.
تقاضای جهانی برای مصارف عمده (ربع اول سال۲۰۰۰ تا ربع سوم سال ۲۰۰۲)
کشورهای خاورمیانه مجموعاْ از نظر تقاضای طلا در رده دوم قرار دارند. ایالات متحده آمریکا با متوسط تقاضای ۳۵۰ تا ۴۵۰ تن در رده سوم قرار دارد، به عبارتی هند به تنهایی مصرف بالاتری از مجموع کشورهای خاورمیانه و ایالات متحده آمریکا دارد.

در رده‌های بعدی چین و کشورهای اروپایی قرار دارند. عربستان سعودی و ترکیه در رده‌های ششم و هفتم واقع شده‌اند. بیشترین مورد مصرف طلا در ساخت جواهرات و وسایل زینتی است که برمی‌گردد به خواص ویژه این فلز از جمله: مقاومت در برابر اکسید شدگی و تیره شدگی، جلا و رنگ زیبای آن و همچنین اثر آرام‌بخش آن بر اعصاب.
استفاده از لایه ای از طلادر نمای ساختمان
انواع آلیاژهای طلا در صنعت ارزش روزافزونی پیدا کرده است. طلا در صنایع و نیز سیستم های دفاعی با تکنولوژی بسیار مدرن کاربرد دارد. این فلز در انواع زیادی از لوازم الکترونیکی حالت جامد، در وسایل ثبت و کنترل صنعتی و تجهیزات مقاوم به خوردگی، در فرآیندهای شیمیایی به کار برده می شود. مصرف صنعتی طلا در سال ۱۹۸۳ حدود یک میلیون اونس بوده اما مصرف آن در کاربردهای حساس مستقیم مانند الکترونیک و سخت افزار نظامی، احتمالا به طور قابل ملاحظه ای کمتر می باشد. در میان موارد استفاده ی استراتژیک و صنعتی طلا، مهم ترین استفاده ی آن در لوازم الکترونیکی به ویژه در بردهای مدار چاپی اتصالات کنتاکتورهای اصلی، مدارهای مینیاتوری و به عنوان یک دو پانت در بعضی از نیم رسانا ها را می توان نام برد.
دستگاه های الکترونیکی حالت جامد مدرن از قبیل کامپیوترها نیاز به کنکتورها، کنتاکت های سوئیچ، اتصالات لحیم کاری شده و سایر اجزای معینی دارند که بایستی کاملا عاری از هر گونه لایه و فیلم کدر و تیره با مقاومت زیاد باشند و دیگر آنکه به جهت عمر دستگاه بایستی از نظر شیمیایی و متالوژیکی پایدار باقی بمانند. در سیستم های الکترونیکی نظامی و شهری پیچیده، به صورت روزافزونی از طلا برای مطمئن شدن از عملیات وابسته تحت یک محدوده ی وسیع از شرایط عملی(عملیاتی) استفاده می شود.

از طلا در ساخت دیودها، ترانزیستورها و بعضی قطعات الکترونیکی که می بایستی دارای مقاومت شیمیایی و حرارتی در موقع ساخت باشند استفاده می شود. آلیاژهای طلا از دیرباز در تجهیزات الکتریکی معینی به کار برده شده اند از جمله می توان به اجزای ویژه ای از دستگاه پتانسیومترها و در جاهایی که تولید مجدد، دوبله کردن و دوباره خوانی از دیدگاه صنعت الکترونیک دربلند مدت امری اساسی می باشد، اشاره کرد. سیم هایی از آلیاژ ( طلا- پالادیم ) در ترموکوپل ها مورد استفاده قرار می گیرند به ویژه آنهایی که برای اندازه گیری دماهای بالا در بعضی از فرآیندهای صنعتی و موتورهای هواپیما، مورد استفاده واقع می شوند.
استفاده از طلا در ساخت قطعات الکترونیکی و کامپیوتری
طلا به‌دلیل هدایت الکتریکی بالا و مقاومت در برابر اکسید شدن، اهمیت ویژه‌ای در ساخت تجهیزات الکترونیکی و کامپیوتری دارد.آلیاژهای لحیم کاری سخت ( زردجوش ) که حاوی طلا می باشند، در ارتباط با صنعت هوافضا به ویژه در مونتاژ بعصی از موتورهای توربینی جهت نظامی و نیز موتورهای راکت با عملکرد بالا، مهم می باشند.

طلا به عنوان یک بازتاب کننده تشعشعات مادون قرمز در ادوات گرمادهی تابشی و نیز ادوات خشک نمودن و پنجره های عایق حرارتی مورد استفاده در ساختمان های بزرگ و فضاپیماهایی از قبیل شاتل فضایی که به طلا به عنوان حفاظت کننده و seal کننده ای برای سیستم خنثی کننده ی فشار آئرودینامیک (propulsion) حیاتی اش در مقابل مشکلات ناشی از شکنندگی هیدروژن می نگرد و تکیه دارد، مورد استفاده قرار می گیرد. طلا را به شکل مایع های آلی فلزی ارگانومتالیک برای تزیین شیشه و چینی استفاده کرده و از برگ طلا (goldleaf) برای تزیین داخل و خارج ساختمان ها استفاده می کنند.
تصویری از طلای رشته ای
آلیاژهای طلا را در دیسک های پاره شونده ( دیسک ها و دیافراگم هایی که تحت یک فشار معین از هم گسیخته شده و کار یک قسمت از دستگاه را متوقف می کند ) در تجهیزات فرآیند شیمیایی استفاده می شود و در قالب های اکستروژن با سوراخ های زیاد برای ایجاد فیلامان های فلزی، پلاستیکی و منسوجات کاربرد دارد.
این فلز همچنین به‌صورت آلیاژ همراه با پالادیوم در ترموکوپل‌ها، بدنه سفینه‌ها و دیگر صنایع هوافضا کاربرد دارد. به‌عنوان مثال در ساخت هر فروند هواپیما بین ۲۵ تا ۳۰ کیلوگرم طلا به‌کار می‌رود.
کاربرد طلا در صنایع هوافضا
در حدود ۲.۲ درصد از تقاضای طلا در دندانپزشکی مصرف می‌شود زیرا علاوه بر مقاومت در برابر خوردگی، با همان نرخ رشد مینای دندان منبسط می‌شود.
میزان تقاضا برای دندانپزشکی و مصارف صنعتی در طول سال تقریباْ ثابت می‌باشد و تغییرات خاصی را نشان نمی‌دهد. ولی تقاضا برای جواهرات و تقاضا برای مشتری که متاثر از تقاضا برای جواهرات است در سه ماهه آخر سال بالاترین مقدار را نشان می‌دهند. از طلا همچنین در نوارهای تزیینی و یراق دوزی، پارچه های زربفت، تذهیب کاری، صفحه نگاری کتب و نامه نگاری استفاده می شود. از دیگر موارد استفاده ی طلا کاربرد آن در صنایع شیمیایی و پزشکی و عینک سازی می باشد.
تقاضا جهانی طلا برای مصارف عمده (۱۹۹۶ ـ۲۰۰۱)
مصارف درمانی طلا:
از گذشته‌های خیلی دور طلا برای درمان بسیاری از بیماری‌ها استفاده می‌شد. در اینجا به تعدادی از این بیماری‌ها اشاره می‌شود.
۱. در حدود سال ۱۸۸۵ در آمریکا طلای کلوئیدی به عنوان درمان دیپسومانیا (dipsomania)که میل شدید به مصرف الکل می‌باشد، به‌کار می‌رفت.
۲. اولین تحقیق پزشکی مستند و مدرن در مورد کاربرد طلا در سال ۱۸۹۰ صورت گرفت. در این سال دکتر رابرت کخ کشف کرد که باسیل سل نمی‌تواند در حضور طلا زندگی کند.
۳. در اوایل دهه ۱۹۰۰ پزشکان برای درمان دردهای مفصلی، قطعه‌ای از طلا به ارزش پنج دلار را در زیر پوست، مثلآ در ناحیه مفصل زانو کار می‌گذاشتند در نتیجه در بیشتر موارد درد کاهش یافته یا کاملآ برطرف می‌شد.
۴. از سال ۱۹۲۷ طلا به‌طور مداوم برای درمان آرتروز به‌کار گرفته شده‌است.
۵. طلا در مورد ناهنجاری‌های غددی و عصبی مورد استفاده بوده و در احیاء مجدد فعالیت‌های غددی، تحریک اعصاب و آزاد کردن فشار عصبی سودمند است.
۶. طلا می‌تواند بر مکانیسم گرمایی بدن تاثیر مثبتی داشته باشد. بویژه در مورد عرق کردن‌های شبانه، تشنگی شدید و ضعف و کاهش دمای بدن موثر است.
مصرف طلا در دندانپزشکی
۷. آقایان نیلو کایرو(Nilo.Cairo) و ا. برینکمن(A.Brinckmann) تحقیق ارزنده‌ای به نام” مواد پزشکی“ ارائه دادند که در آن طلای کلوئیدی به عنوان درمان‌گر شماره یک چاقی مطرح شده است.

طلا همچنین در درمان بیماری‌های زیر مفید می‌باشد:
۸. اعتیاد ۹. آلزایمر ۱۰. حواس پرتی ۱۱. بیماری دوگانگی (Bi-Polar Disease) که یک بیماری روانی است. ۱۲. دندان قروچه(Bruxism) ۱۳. ورم زانو و آرنج ۱۴. سندرم جنگ خلیج فارس ۱۵. سرطان ۱۶. غلظت خون ۱۷. بیماری‌ کرون (Crohn) ۱۸. افسردگی ۱۹. تورم قولن ۲۰. کلسترول بالا ۲۱. کم خوابی ۲۲. پوکی استخوان ۲۳. کشیدگی ماهیچه ۲۴. آرتروز رماتیسمی ۲۵. انفصال دیسک ۲۶. زخم معده ۲۷. زخم روده
طلا یکی از عناصر باارزش در پزشکی مدرن به شمار می رود، و علت آن این است که طلا عنصری غیرسمی و بی خطر بوده و یکی از بهترین انواع فلزات هادی جریان الکتریسیته می باشد، چگالی این عنصر می تواند آن را در زیر میکروسکوپ الکترونی قابل مشاهده سازد. علاوه براین طلا عنصری نابودناپذیر و فلزی نرم بوده و این کارکردن با طلا را آسان می کند.

دندانپزشکی
بیشتر طلاهای استفاده شده در دندانپزشکی به صورت آلیاژ با دیگر فلزات مانند پلاتین، پالادیوم، نقره، مس و روی می باشد. طلا عنصری غیرسمی بوده و در اثر فرآیندهای بیولوژیکی برای استفاده های دندانپزشکی آماده می گردد. برای دندانپزشک استفاده از این فلز به علت مقاومت بالا ، سختی زیاد ، بادوامی آن مناسب است، همچنین طلا هرگز سائیده نشده و تیره نمی شود. همچنین مقاومت بالا نسبت به عوامل شیمیایی باعث جلوگیری از پوسیدگی و زنگ زدگی طلا می گردد.
مزایا
۱- ماده با عمر زیاد.
۲- شکل پذیر بوده و به راحتی به شکل دلخواه در می آید.
۳- طلا دارای سختی درحدود مینای دندان است و به طور مناسب دندان را می پوشاند.
۴- طلا شکننده نبوده و خرد نمی شود.
۵- طلا سازگار با محیط زیست و غیرسمی می باشد.
معایب
۱- طلا بسیار گران است.
۲- طلا یک هادی بسیار مناسب حرارت می باشد.
۳- رنگ زرد طلا ممکن است بر زیبایی اثر نامطلوبی داشته باشد.
۴- طلا به ساختار دندان متصل نمی شود و هر زمانی ممکن است جدا شود.
۵- طلا ممکن است با قطب های الکتریکی بدن واکنش دهد.

لیزر
یکی از مهمترین علوم امید بخش پزشکی بحث لیزر یونی است، سطوح داخلی که بوسیله طلا پوشیده شده تمرکز اشعه را کنترل می نماید. در گسترش لیزر، بخار لیزر طلا می تواند نور قرمز با دانسیته بالا که نیاز به طول موج بالا دارد، تولید کرده و سلول های سرطانی را بدون هیچ زخمی در مجاورت سلول های سالم نابود سازد.
لیزر کم وزن جدید، بوسیله افراد نظامی طراحی شده و درمحل تماس صفحات مطلا استفاده میشود و برای زخم های ایجاد شده در مناطق جنگی استفاده می شود، به موجب آن از دست دادن خون کاهش یافته و شانس زنده ماندن در مورد زخم های جدی افزایش می یابد. در بیمارستان ها، این طرح جدید اجازه می دهد تا در صدمه های شدید و اورژانسی و بدون حرکت دادن بیمار، شانس زنده ماندن افزایش یابد.

منبع:tala.ir