دکشف شوومعدني موادوپېژندنه (پوهنوال سلطانزی)

دفزیکي اوکیمیاوي کړنلاروپه مرسته دکشف شوومعدني موادوپېژندنه
لیکنه  : پوهنوال ډاکترنظرمحمد سلطانزی  ځدراڼ
دجرمني هېواد، نېټه  :   ‏20‏/07‏/2010

 سریزه :
دروان 2010  ل کال  دجون میاشتې په دیارلسمه نیټه (June 13, 2010) دنیویارک ټایمز „New York Times“  ورځپاڼې داسې خبرخپورکړچې ګڼه دامریکايې جيالوجستانوتازه څیړنو په ډاګه کړې ده چې افغانستان دنوروډیرو هېوادونوپه پرتله  دطبیعي  سرچينواو معدني موادو له پلوه خورا بډاى  هیواد دى .  دهغوی په  وینا داسې اټکل کیږي  چې په افغانستان کې دلږڅه یوتریلیون ډالرو $1 trillion په ارزښت دمعدني مینرالونوزیرمې شتون لري .
دپام وړ: -  یوتریلیون مساوي دی په (یو) اوپه ښي اړخ کې یې دوولس صفره اویاپه بله وینایوملیون ضرب دیوملیون  مساوي دی له : 1,000,000,000,000 په ریاضي کې نوموړی عدد  لس په طاقت ددوولس (1012 ) لیکل کیږي .

په کاني ډبروکې  سوچه مینرالونه عبارت دي له :  اوسپنه ، مس ،کوبالټ ،طلااوپه صنعت کې یونامتواړین عنصرلکه دلیتیوم فلز Lithium (Li),  هم پيژندل شوی دی . لیتیوم  (Li) یونرم ،دسپینوزروپه شان ځلیدونکی  الکالي فلزدی  چې په  1817 ل کال کې دیوه سویدنی کارپوه Johan August Arfvedson  له خواکشف شوی دی . لیتیوم دعنصرونوپه پریودیک سیستم کې درېیم ځای لري . که چیرته لیتیوم دپوستکي سره تماس پيداکړي نوسخت یې سوځوي .  نوموړی عنصر په صنعت کې پراخ ګټوراستعمال لري . دبیلګې په توګه لکه : دشیشې جوړولو ، ددرې ولټه (3 Volts)  بټریوپه تولیدکې ، درڼاورکوونکوځانګړوګروپونوکې ، لیتیوم کاربونات دروحي ناروغیوپه درملنه کې اولیتیوم هایدرایددهستوي وسلوپه تولیدکې کارول کیږي . که چېرته په راتلونکي وخت کې دبرېښنایزموټرانو تولید زورواخلي نودلیتیوم بټریوته اړتیالري .بلخوا ځینې الوتکې لکه Boeing-787  او Airbus A-350 په پلان کې لري چې دالوتکې ماشین  دالوتلوپه پیل کې  دلیتیوم بټری په مرسته چلان شي . همدارنګه دناوړوپېښودمخنیوی په موخه  دبېلګې په توګه لکه کله چې دالوتلوپه ترځ کې  کېدای شي چې په الوتکه کې دآلاتولپاره برېښنایوه ناڅاپه قطعه شي . نوپه داسې یوه غیرمترقبه پېښه کې اړین ده چې نوموړې نیمګړتیا دلیتیوم بټری په مرسته دمنځه ولاړه شي . په صنعت کې لیتیوم دهستوي انرژی دتولیدلپاره ډیر اړین دی . دبیلګې په توګه دهایدروجن بم دجوړولوپه موخه د لیتیوم (Li)   اتوم په یوه هستوي بټی کې په نیوترون n   ویشتل کیږي ترڅوتریسیم Tritium  T=  اودهیلیوم اتوم هسته  ( He) ترلاسه شي ..  
کله چې تریسیم T   اودویتریم  D سره ویلې شي نودهایدروجن بم لاس ته راځي . په نوموړي هستوي فوزیون (ویلې کیدنه (Fusion ) کی  دهیلیوم اتوم هسته ، اویو  لوړانرژي نیوترون ،  منځ ته راځي .  دازادشوي نیوترون انرژي د اوولسومیګاالکترون ولټه څخه هم اوړي . 
 
دیادولووړده چې دتریسیم اودویترون په ویلې کېدنه (Fusion)  کې  دهستوي چاودنې په برخلاف  خطرناکې هستوي وړانګې لکه بیتااوګاماوړانګې نه تولیدکیږي  .
په ۱۹۸۶ ل کال کې  کله چې لیکوال دافغاستان داټوم انرژی دمسئول مشرپه صفت وټاکل شو نودکابل پوهنتون دساینس پوهنځی داستادانوسره په ګډه په څېړنوبوخت وو. په پایله کې ثابته شوه چې حتی دکابل ښارپه شاوخواغرونوکې دیورانیوم غني مینرالونه شتون لري . په دې څیړنوکې داکسریزفلوریسینس شپیکتروسکوپي  وتلې فزیکي آلې                                                              (X-Ray Fluorescence Spectroscopy ) په کارولوسره  په معدني ډبروکې دعنصرونوپېژندل ترسره شوه . په دې مسلکي مقاله کې هڅه شوې ده چې دعام ولس دپوهاوی لپاره په ساده ژبه دمعدني مینرالونوپېژندنې فزیکي اوکیمیاوي کړنلارې تشریح شي .  دمینرالونودپېژندنې په موخه پرمختللې کیمیاوي اوفزیکي کړنلارې شتون لري چې دلته په لنډډول ورباندې رڼااچول کیږي .

دفزیکي کړنلارو بنسټیزه پوهه :

• دمینرال تعریف  (Mineral definition ):
• الکترومقناطيسي وړانګې
• دمینرال په  شبکوکې دوړانګوانکسار
• دمینرالونورادیواکټیووړانګې

لومړی :  دمینرالونوفزیکي  خواص  :
• رنګ  (Colour ) : 
• دکریستال جوړښت  (Crystal structure ):
• کلکوالی  (Hardness) :
• دپودررنګ (streak ) :
• ځلا (Lustre ) :
• شفافیت (Transparency ) :
• دچاودنې درز(Cleavage ) :
• دمینرال  ماتېدنه (fracture ) :
• نسبي کثافت   (Relative density) :
• فلوریسنس (Fluorescence ) :
• مقناطیسي خواص    (Magnetic property) :
• رادیواکټیویتي  (Radioactivity )  :
• برېښنایزخواص ( Electrical property)
• پيڅوبرېښنایزخواص (Piezoelectricity )

دویم : دمینرالونوکیمیاوي خواص او ډلبندي :
• داورلمبې ته درنګ ورکولو ازموینه  (Flame test )
• ویلې کیدنه
• دمالګوتیزابو سره غبرګون
• دبوی او دخوندخواص
• دسلیکاټ ډله  (Silicate class ):
• دکاربونات ډله (Carbonate class )
•  دسلفاټ ډله  (Sulfate class )
• دهالید ډله (Halide class )
• داوکساید ډله (Oxide class )
• دسلفاید ډله (Sulfide class )
• دسلفاټ ډله (Phosphate class )
• دطبیعي عنصرونو ډله  (Element class )
• عضوي ډله (Organic class )
• دمالګې تېزابو سره غبرګون (Hydrochloric acid )
 

دمینرال تعریف  (Mineral definition ):
مینرال یا معدني موادپه طبیعي توګه دجیالوجیکي پروسودپېښيدلوپه پایله کې  جوړشوی  متجانس  جامدمادې ته ویل کیږي چې کریستال یې یوټاکلی کیمیاوي  ترکیب  او په فزیکي تړاو ځانګړی منظم اټومي جوړښت ولري . دیوه کریستال جوړښت دمینرال په فزیکي خواصوباندې ډیره اغیزه لري . دبېلګې په توګه ګرافيټ graphite اوالماس یوشان جوړښت لري اودواړه دسوچه کاربن عنصرڅخه جوړدي . په داسې حال کې چې ګرافیت یو ډیرنرم  مینرال  خو الماس ترټولوډیرکلک مینرال  پيژندل شوی دی . دیوه مینرال اوډبرې ترمنځ توپیردادی چې یومینرال ځانګړی بلوري  جوړښت لري او ډبره دیوه اویاډیرومینرالونوڅخه جوړه وي . بلخواپه ډبره کې عضوي پاتې شونې هم شتون لري . هغه ډبرې چې په اقتصادي تړاوډیراهمیت لري اواړین فلزات پکې ګډوي  دمعدني ډبروپه نامه سره یادیږي . په عادي توګه مینرالونه دناعضوي تعاملونوپه پایله کې منځ ته راځي  . نن ورځ دپېژندل شوومینرالونو شمېر دلږڅه څلورنیم زروڅخه هم اوړي . ځینې ورته مینرالونه په مصنوعي ډول دتجارت اوریسرچ په موخه  په لابراتوارونوکې هم تولیدکیږي . دبیلګې په توګه لکه الماس  diamonds  اویا emeralds  اونور. دعلم  هغه څانګه چې دمینرالونوهراړخیزخواصوڅخه بحث کوي دمینرالوجي په نامه سره یادیږي .

الکترومقناطيسي وړانګې (Electromagnetic radiation) :
الکترومقناطیسي څپې داسې ډول څپوته ویل کیږي  چې دمقناطیسې ساحې اوبرېښنایزساحې دګډ اودیوبل سره تړلي غبرګون په پایله کې  منځ ته راځي . دبېلګې په توګه لکه درادیوڅپې ، مایکروڅپې ، دسره رنګ نه لاندې ،  دلیدوړڅپې ، دبنفش نه اخوا څپې ،اکسریز اوګاماوړانګې . دالکترومقناطیسي وړانګوبرېښنایزساحه E   اومقناطیسي ساحه B  یوپربل عمودولاړې دي اوپه برابرفازکې اهتزازکوي .دلیدلووړڅپې هغه دي چې دڅپواوږدوالی یې دڅلورسوونانومتروڅخه تراووسوونانومتروپورې (400 nm - 700 nm) رسیږي . کله چې الکترومقناطيسي وړانګې  دمادې سره ولګیږي نودغبرګون په پایله کې دمادې مالیکولونو اوشبکې ته  انرژي اوضربه  momentum انتقال کوي . الکترومقناطیسي وړانګې په فضاکې دنورپه سرعت  c اوپه یوه ماده کې دنورسرعت څخه په ټیټ  سرعت خپریږي . دالکترومقناطیسي وړانګو دخپرېدنې سرعت  v ، فریکونسي f  اودڅپې  اوږدوالي λ ترمنځ لاندې اړیکې اعتبارلري .
    بلخوا دالکترومقناطیسي وړانګوانرژي E  مساوي ده له پلانک ثابته h  = Planck constant  ضرب  د څپوفریکونسي  f   . نوموړې انرژي دالکترون ولټ  (eV) په واحدسره ټاکل شوې ده . دفوتون وړانګودانرژي اوفریکونسي ترمنځ  اړیکې په لاندې ډول دي .

په یوه ماده کې دالکترومقناطیسي وړانګودخپرېدلوسرعت

 
 دالکترومقناطیسي وړانګوانرژي  ( eV )
 
 

 ۱- دالکترومقناطیسي وړانګودخپرېدلوتګلاره ښوول شوې ده چې برېښنایزساحه یې  (شین رنګ)  اومقناطیسي ساحه یې (سوررنګ ) یوپربل عمودولاړې دي . دپرمختګ لوری یې د k  په ویکټور اودڅپواوږدوالی یې  په   λ ښوول شوی دی

 
داکسریزخواص اوتولید (X-ray Generation & Properties):
داکسریز یا په بله ژبه درونتګن وړانګې په یوه داسې شیشه یې   تیوب  (X-ray tube )کې تولیدکیږي چې منځ یې  دهواڅخه تش وي او دننۍ برخې  په یوه څنډه کې  انود(Anode)  اوپه بله څنډه کې یې کتو د  (Cathode) نښلول شوې وي (۲- شکل )  .  انوددولتیج  سرچینې په مثبت  قطب تړلې ده   اوکتوددولتیج  سرچینې  په منفي قطب تړلې  ده  . دکتود (K) څخه الکترونونه ازادکیږي  او دتیوب په منځ  لاره کې ددیرشوکیلوالکترون ولټه څخه تر یوسلوپینځوس کیلوالکترون ولټه پورې تعجیل مومي . دتیوب په اخیربرخه کې الکترونونه  دولفرام )   (Tungsten  په  انود( A ) لګیږي .کله چې منفي چارج شوي الکترونونه دانوداتومونوهستې ته ورنږدې تیریږي  نود هستې مثبت چارج له کبله دهستې خواته  څکول کیږي . په پایله کې الکترونونه خپل مسیرته تغیرورکوي اوپه دې ترځ کې داکسریز (بریک وړانګې Bremsstrahlung ) منځ ته راځي .  اکسریزیوډول الکترومقناطیسي وړانګې دي چې انرژي یې دسل الکترون ولټه څخه ترسل کیلوالکترون ولټه پورې رسیږي  (100 eV - 100 keV ) .  دمینرالونو دپيژندنې په موخه هغه اکسریزکارول کیږي چې دڅپواوږدوالی یې ډیرلنډوي . دبیلګې په توګه لکه  دیوانګستروم څخه ترلسمه برخه دانګسترون                                       (1- 0,1 angstrom) کوم چې دیوکیلوالکترون ولټ  انرژي څخه تریوسلوشل کیلوالکترون ولټ انرژي سره                             (1 keV - 120 keV)     سمون خوري . څرنګه چې دټاکل شوې اکسریزدڅپواوږدوالی دمینرال اتومونودستروالي سره لږڅه یوشان دی نوله دې کبله دډیروموادوداتومونواومالیکولونودجوړښت تحلیل   لپاره خورا مناسب کمیت تشکیلوي  . داځکه چې په نوموړې کچه داکسریزدڅپواوږدوالی کولای شي  چې په یوه نمونه کې ژورننوځي اوداتومونوسره دانکساراوانحناپه کړنلاره کې هراړخیزفزیکی اوکیمیاوي  مالومات  ترلاسه شي . 

۲- شکل : داکسریز شیشه یې تیوب  کښل شوی دی چې دانودA  ، کتود K  اودولتیج  سرچینې U  څخه جوړدی .   کله چې الکترونونه  دانود اتومونودهستې په څنګ کې نږدې تیریږی نودهستې  څخه  راڅکول  کیږي . په پایله کې  الکترون بریک  Break وهي اوداکسریزتولیدکیږي . دنوموړې وړانګې انرژي  مساوي  ده له .: hf = E2-E1   ، په دې معادله کې   E1     لومړی  انرژي   او E2 دپای انرژي   ده .   h   دپلانک ثابت او f  دوړانګوفریکونسي راښيي .

داکسریزانکسار  (X-ray diffraction ) :
تعریف : دمسیرتغیر،کوږوالی ، انحنا، کړوپیدنه , کږیدنه , ټیټیدنه
  کله چې الکترومقناطیسي څپې ، دصوت څپې اویا داوبوڅپې په یوه مانع (لکه سوری ، جال ،درز ) باندې ولګیږي نودمانع  په شا  برخه کې دخپل پخواني  خط السیرڅخه تغیرکوي . نوموړې پېښه په ښکاره توګه هغه مهال  منځ ته راځي  کله چې دڅپواوږدوالی λ   اودمانع هندسي غټوالي   یوبل سره نږدې   اندازه  ولري .    دمانع ترشاکیدای شی چې دڅپو کوږوالی ددې لامل شي چې نورې نوې څپې منځ ته راشي اوبیا هغوی په یوه بل کې ننوځي . په پایله کې دنوموړوڅپوامپلیتودسره جمع کیږی . وروستی پېښې ته تداخل امواج یانې  انټرفیرینس Interference  ویل کیږي .  که چیرته په یوه مانع کې  څنګ په څنګ ډیر سوري شتون ولري نودڅپو دانحنااوخپریدوڅخه وروسته یوډول مغلق ځانګړي نمونې منځ ته راځي چې دهغوی شدت  اوامپلیتوددیوه بل څخه توپیرلري . په ۳- شکل کې دیوه غبرګ سوري څخه وروسته دڅپوتداخل کړنلاره اوهمدارنګه په بل شکل کې دڅپو انحناکړنلاره په یوه جال کې ښوول شوې ده .

۳- شکل : الکترومقناطیسي څپې دیوې مانع څخه تېریږي اودغبرګون څخه وروسته دخپل سمت څخه کږيږي . دمانع په شابرخه کې انکسارشوې څپې په خپل منځ کې سره یوځای کیږي .  دتداخل په پایله کې نوې څپې منځ ته راځی چې مخامخ یې  اعظمي امپلتیود  (m=0)  او څنګ خواته یې په متناظرتوګه پرلپسې  اصغري امپلیتود (  m = 1, 2 …. )  لري .

په یوه ماده کې داکسریزانحنا X-ray اویاپه بله وینادالکترومقناطیسي وړانګوانکسار یوه نامتوفزیکي کړنلاره ده چې داکسریزوړانګو  په مرسته  دیوه نامالومه کریستال  کیمیاوي  جوړښت تحلیل او فزیکي خواص یې  پېژندل کیدای شي .  دنوموړې کړنلارې فزیکي بنسټ په دې ولاړدی چې دیوې نمونې  sample  سره داکسریزغبرګون څخه وروسته  دانکسارشوواکسریزشدت  دلویدونکې زاویې ، انکسارزاویې ، انرژي اویادڅپواوږدوالي په تابع کې څېړل کیږي .  کله چې اکسریزپه یوه کریستال ولګیږي نوډیره برخه وړانګې دکریستال څخه سم سیخ تیریږي ، خوپاتې یوه برخه یې په کریستال کې جذب کیږي اووروستی بله برخه یې دخپل پخواني سمت څخه بل خواته کږه کیږي (scattering  ) .   دوړانګوهغه برخه چې دکریستال په منځ  کې په منظم جوړشووسطحو باندې لګیږي اوبیاانعکاس کوي اویا په بله ژبه  انحناکوي  د X-ray diffraction په نامه سره یادیږي . دنوموړې کړنلارې په مرسته دیوه کریستال هندسي درې بعده بڼه اومولیکولي جوړښت پېژندل کیږي .
دنورانالیزر، تجزیه کوونکئ(  Analyser) :-  په ۴- شکل کې دنورتحلیل کوونکې آله ښوول شوې ده .  ځینې کریستالونه داسې ځانګړی خواص لري چې دنوروړانګې تجزیه کوي .  دنورانالیزر په اپتیک Optic  څانګه کې  دپولاریمتر آلې یوه برخه ده لکه دنیکول منشور  Nicol prism   چې دهغې په مرسته   پولارایز شوی polarisation  نور  لاس ته راځي  اوپه پایله کې دنورڅپې په یوه سطحه کې اهتزازکوي   .  

 
۴- شکل : د دپولاریمتر آلې شیماتیک جوړښت ښکل شوی دی   چې دنورتجزیه کوونکي  کریستال  ،  دنورپولاریزرکریستال  اودپلټونکې نمونې څخه جوړدی .   
کله چې یوه عرضاني څپه  لکه الکترومقناطیسي څپې پولارایزشي نودبرېښنایزساحې وکټور   یې یوازې  په یوه سطحه کې اهتزازکوي چې  دحرکت پراخیدلو په سمت   باندې عمودأ ولاړه ده . پولاریمتریوه آله ده چې دنوریوې سرچینې ، یوپولارایزر،داپتیک فعال موادویوه نمونه ،یودویم پولارایزرچې دانالایز په نامه سره یادیږي اویودیدکتور Detector     څخه جوړه ده.  انالایزردلومړي پولاریزرپه تړاونوي درجی 90o تاوشوی دی .کله چې نوردلومړ ي پولارایزرپه مرسته پولارایزشي اوبیاداپتیکي فعالې نمونې څخه تیر شي نوداهتزازعمودی سطحه یې په ټاکلې زاویه تاویږي . کله چې انالایزرپرلپسې دومره کیڼ خواته  اویا شی خواته  تاوشي ترڅوچې هیڅ رڼادیدکتوراوبیا سترګوته وه نه رسیږي نوداپتیکي زاویې  څرخیدونکې   اندازه ټاکل  کیدای شي . په بله وینا   دانالایزرپه څرخیدلوسره   دنوررڼا بیخي کمښت مومي اوبیایې دزاویې  همدغه اندازه ټاکل کیږي .

(دلومړۍ  برخې پای )

(په درناوی)

اخذلیک :
1. http://www.nytimes.com/2010/06/14/world/asia/14minerals.html
2. http://www.nytimes.com/2010/06/14/world/asia/14minerals.html
3. http://en.wikipedia.org/wiki/Mineralnuclear.org/info/inf60.html
4. http://www.focus.de/wissen/wissenschaft/geowissenschaft/tid-18636/rohstoffe-liegt