محاسبه تعادل فازی توریوم با استفاده از مدل واندروالس

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 مدیر آموزش و تحصیلات تکمیلی پژوهشگاه

2 دانشجو

چکیده

توریوم جزء عناصر آکتینیدها با عدد اتمی 90 است. توریوم طبیعی پرتوزا بوده و اگرچه شکافت‌پذیر نیست اما تحت واکنش هسته‌ای و سپس پرتوزایی بتا به عنصر شکافت‌پذیر اورانیوم تبدیل می‌شود. در این مقاله، برخی خواص رمودینامیکی توریوم مورد بررسی واقع شده است. از طرف دیگر، معادله حالت ابزار مهم و مناسبی برای بررسی رفتار ترموفیزیکی مواد و پیش‌بینی آن‌ها در شرایط مختلف به لحاظ فشار، دما و مقدار است. در حال حاضر معادلات حالت مختلفی وجود دارند که می‌توان آن‌ها را بطور کلی بصورت نظری، تجربی و نیمه تجربی دسته‌بندی کرد. هدف این مقاله مطالعه برخی توابع ترمودینامیکی توریوم در تعادل فازی مایع-بخار نظیر فشار بخار، چگالی‌های مایع و بخار اشباع و آنتالپی تبخیر و انرژی داخلی تبخیر با استفاده از معادلات حالت در مدل واندروالس است. در این مدل رفتار ترمودینامیکی مواد ناشی از سهم نیروهای جاذبه و دافعه است که خود را بصورت جمع جملات مذکور در فاکتور تراکم‌پذیری نشان می‌دهد. در این کار تحقیقاتی ما از معادله حالت واندروالس، معادله حالت برتوله و معادله حالت ردلیچ- وانگ استفاده کرده‌ایم. مطالعات ما نشان می‌دهد، داده‌های بدست آمده از معادله حالت برتوله برای کلیه توابع مطالعه شده به لحاظ کیفی و کمی تطابق بهتری با داده‌های تجربی دارند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

On the calculation of phase equilibrium of Thorium using van der Waals model

نویسنده [English]

  • Mohsen Najafi 1
چکیده [English]

Thorium is an actinide substance with an atomic number of 90. Natural thorium is radioactive and, although not fissile, it undergoes a nuclear reaction and then beta radiation into a fissile material of uranium. In this paper, some thermodynamic properties of the thorium have been investigated. On the other hand, the Equation of State (EOS) is an important and suitable tool for studying the thermophysical behavior of materials and predicting them in different conditions in terms of pressure, temperature and amount. At present, there are different equations of state that can be categorized as theoretically, emperically and semi-emperical. The purpose of this paper is to study some thermodynamic functions of thorium in liquid-vapor equilibrium such as vapor pressure, saturated liquid and vapor density, enthalpy and internal energy of vaporization using equations of state in the van der Waals model. In this model, the thermodynamic behavior of materials is due to the contribution of attractive and repulsive forces, which itself is represented as a sum of the aforementioned statements in a compressibility factor. In this research, we use the van der Waals equation, Berthelot equation, and the Radilich- Kwang equation. Our studies show the data obtained from Berthelot equation is in better agreement with experimental data for the studied thermodynamic functions quantitatively and qualitatively.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Thorium
  • phase equilibrium
  • equation of state (eos)
  • Thermodynamic functions
  • van der Waals model