رامتين راوندي* - st- ravandi@yahoo.com

غني سازي اورانيوم يکي از مراحل مهم چرخه توليد سوخت هسته يي است که روش هاي مختلفي براي اين کار وجود دارد ولي يکي از عملياتي ترين روش ها غني سازي توسط سانتريفوژهاي گازي است که در دنيا به طور عمده مورد استفاده قرار مي گيرد. در عصر حاضر غني سازي اورانيوم بخش قابل توجهي از هزينه توليد برق از رآکتورهاي هسته يي امروزي (حدود 10 درصد) را تشکيل مي دهد. اولين بار در پروژه منهتن امريکا، توليد صنعتي قابل ملاحظه اورانيوم غني شده به صورت ايزوتوپ اورانيوم شکافت پذير 235 انجام شد.

در پروژه منهتن روش سانتريفوژ براي جدايي ايزوتوپ هاي اورانيوم 235 و 238 جواب خوبي داشت به طوري که ميزان جداسازي با تئوري مطابقت داشت، البته بعدها روش جداسازي به طريق نفوذ گازي جايگزين آن شد.

روش سانتريفوژ براي جداسازي ايزوتوپ هاي سنگين مانند اورانيوم بسيار مناسب است زيرا به اختلاف جرم هاي مولکولي دو ايزوتوپ بستگي دارد. بيش از 95 درصد صنعت هسته يي جهان از سانتريفوژ گازي و روش پخش گازي براي غني سازي اورانيوم استفاده مي کنند که در اين مقاله به روش مهم سانتريفوژ گازي پرداخته مي شود. سانتريفوژ دستگاهي استوانه يي شکل است که يک روتور در وسط آن مي تواند دوران کند. اين روتور به طور متوسط در هر ثانيه هزار دور مي زند البته بايد گفته شود اين روتور يک تکه نيست زيرا در دورهاي بالا، فرکانس هاي رزونانسي پيش مي آيد. اين مساله را نيز بايد مد نظر داشت که دستگاه هاي طويل در يک فرکانس بحراني مشخص به صورت اريبي به نوسان درمي آيند. همچنين گفتن اين نکته ضروري است که با پيشرفت تکنولوژي در ساخت موتورهاي جديد و استفاده از موادي نظير فولاد ماراژين و کامپوزيت ها، دو روتور در هر ثانيه به فراتر از 1500 مي رسد که اکنون در کشورهاي پيشرفته از تکنولوژي جديد استفاده مي کنند. بايد يادآور شد يک سانتريفوژ حدوداً از 200 قطعه تشکيل شده که حدود 90 قطعه آن جهت ساخت به تکنولوژي بالايي نياز دارند به اين دليل که سرعت دوران در يک دستگاه بسيار بالا بوده و چون گاز UF6 خورنده است، از نظر طراحي و همچنين مواد استفاده شده در آنها از نظر متالورژيکي پيچيده است و دقت بالايي را طلب مي کند. دور بالاي روتور توسط يک موتور هيستريزيس سنکرون تامين مي شود.

براي کاهش اصطکاک روتور در اين دور بالا داخل سانتريفوژ را توسط پمپ هاي روتوري و ديفيوژن خلأ مي کنند که اين خلأ حدود سه الي پنج torr است (هر torr برابر mmHg 1 است). بنابراين راه اندازي اين پمپ ها و موتور هيستريزيس برق بالايي را مصرف مي کند. جالب است بدانيد از مگنت هم استفاده مي شود. در واقع يک ياتاقان مغناطيسي قسمت بالاي روتور را ثابت نگه مي دارد و قسمت پايين روتور در تماس با ياتاقاني سوزني است. اين ياتاقان ها نقش بسيار مهمي در جلوگيري از ارتعاشات محوري روتور ايفا مي کند. ياتاقان بالايي که متعادل کننده دستگاه است، از يک آهن رباي توخالي تشکيل شده است. تکنولوژي سانتريفوژهاي فوق مربوط به سانتريفوژ نوع زيپه است که يک دانشمند آلماني بود. گفته مي شود نسخه سانتريفوژ اوليه زيپه به طول 30 تا 38 سانتيمتر و شعاع 81/3 سانتيمتر بوده است. از نظر تئوري سه تعريف مهم براي جداسازي اورانيوم وجود دارد. که اولين آن فاکتور جداسازي است که به صورت غلظت نسبي ايزوتوپ مورد نظر بعد از غني سازي به غلظت نسبي آن قبل از غني سازي گفته مي شود. دومين تعريف مهم عبارت از توان جداسازي است که نشان دهنده سرعت جداسازي و واحد آن مول بر ثانيه است. بالاخره آخرين تعريف واحد کار جداسازي است که با SWU نشان داده مي شود و به آن سو مي گويند که معرف ميزان جداسازي در يک واحد غني سازي و تابعي از غلظت است.

تئوري سانتريفوژ

زماني که روتور مي چرخد، نيروي گريز از مرکز به گاز داخل آن اعمال مي شود، به گونه يي که ايزوتوپ سنگين اورانيوم (238) به کناره ها و ايزوتوپ سبک تر اورانيوم (235) در مرکز جمع مي شود. در ارتفاع سانتريفوژ هم يک گراديان فشار وجود دارد. توزيع چگالي گاز در سانتريفوژ با استفاده از فرمول

P(r)=P(0)exp( )

به دست مي آيد که در آن r (شعاع دوران)، w (سرعت زاويه يي) و R (ثابت عمومي) گاز و T (دما بر حسب کلوين) است. اين توزيع چگالي بيانگر يک تعادل ديناميکي است.

بايد گفته شود سانتريفوژهاي عملياتي امروزي از نوع جريان متقابل است. در اين نوع سانتريفوژ فاکتور جداسازي يک مرحله يي چند برابر مي شود. در اين نوع سانتريفوژ جريان سيال در دو جهت يکي در قسمت داخلي روتور و ديگري به طور معکوس در راستاي ديوار روتور باعث ايجاد جريان متقابل محوري مي شود که در نتيجه يک گراديان غنامحوري ايجاد مي شود.سانتريفوژهاي P1 و P2 از نوع زيپه هستند. در سانتريفوژ P1 از روتور آلومينيومي استفاده مي شود که چهار تکه است که به هم وصل شده اند. به دليل اينکه از مدنوساني روتور در دور بالا جلوگيري کرده و دور روتور قابل کنترل باشد، تعداد دور اين روتور 60هزار در دقيقه است. سانتريفوژ نوع P1 حدود دو متر طول و قطر 150 تا 200 ميلي متر دارد. سانتريفوژ نوع P2 تعداد دور آن فراتر از 90 هزار دور در دقيقه است و جنس روتور آن از نوع فولاد ماراژين بوده و دو تکه است. سانتريفوژ P2، يک متر طول و 145 ميلي متر قطر دارد. SWU مربوط به P2 بيش از دو برابر P1 است در واقع سرعت جداسازي P2 بيشتر از P1 است. پس مقدار خوراک گاز UF6 تزريق شده به آن نسبت به P1 بيشتر است.حداکثر توان جداسازي يک سانتريفوژ با Z و توان چهارم V متناسب است که در آن Z طول سانتريفوژ و V سرعت محيطي است يعني هر چه طول روتور افزايش يابد توان جداسازي بالا مي رود، ولي مساله ارتعاش خمشي را داريم بنابراين پارامتري به نام نسبت طول به قطر سانتريفوژ مطرح مي شود که محدوديت ايجاد مي کند.

سايت سانتريفوژ

در مقياس صنعتي جهت دستيابي به سرعت توليد محصول با درجه غناي مورد نياز به تعداد زيادي سانتريفوژ نياز است. سانتريفوژها در آبشار به صورت يک مجموعه سري و موازي قرار مي گيرند. هر مجموعه از سانتريفوژها که به شکل موازي قرار داشته باشند و با خوراکي با غناي يکسان تغذيه شوند، يک مرحله را تشکيل مي دهند. با اين وجود يک فرآيند پيوسته يي حاصل مي شود که در آن جريان گاز غني شده و تهي شده حاصل از مراکز مختلف با يکديگر ترکيب شده و جهت غني سازي يا تهي سازي از ساير مراحل که به طور سري قرار دارند، عبور مي کنند. در سايت سانتريفوژ ابتدا توسط اتوکلاو پودر UF6 تبديل به گاز UF6 مي شود سپس بعد از غني سازي توسط تله سرد دوباره به پودر غني شده تبديل مي شود.

پارامترهاي مهم توسعه در صنعت غني سازي با سانتريفوژ

هر سانتريفوژ بعد از نصب حدود 10 سال مي تواند بدون تعمير کار کند البته نبايد از مواد اوليه نامرغوب استفاده کرد و بازرسي هاي دوره يي انجام شود. هزينه تعويض هر دستگاه سانتريفوژ 10 درصد هزينه کل کار جداسازي است. هزينه مصرف برق 15 درصد SWU است. همچنين هزينه مديريت عملياتي، کارگر و مواد 10 درصد، بازگشت سرمايه ماشين سانتريفوژ 30 درصد و بازگشت سرمايه کارخانه سانتريفوژ 35 درصد کل SWU است. با توجه به مسائل فوق در بررسي راهکارهاي مختلف مربوط به افزايش ظرفيت ماشين، همواره بايد پس از ارزيابي، عوامل تعيين کننده، هزينه هاي دستگاه و واحد را به دقت بررسي کرد که آيا افزايش ظرفيت منجر به کاهش هزينه نهايي مي شود يا خير. در آينده با پيشرفت در طراحي سانتريفوژها، صرفه جويي قابل توجهي در هزينه ها حاصل خواهد شد اما در اين صنعت به مانند ساير پروژه هاي مهندسي حداکثر صرفه جويي، فقط از طريق بهينه سازي موفقيت آميز تعداد زيادي از عوامل متضاد نتيجه به دست خواهد داد. که آن هم جز استفاده از مديريت صحيح و استفاده از افراد خلاق و باانگيزه که با علوم روز دنيا آشنايي دارند حاصل نخواهد شد. هر چقدر در اين صنعت خطاي مهندسي را پايين آوريم يا در واقع دقت اندازه گيري را بالا ببريم،به صرفه جويي بالايي در اين صنعت از نظر اقتصادي دست خواهيم يافت.

*کارشناس ارشد مهندسي هسته يي گرايش رآکتور و دبير انجمن صنفي روزنامه نگاران آزاد تهران

تا چند روز ديگر با روشن شدن قدرتمندترين تاسيسات ليزري جهان، براي اولين بار ستاره يي ريز در زمين متولد خواهد شد. موسسه «ان آي اف» (National Ignition Facility) در کاليفرنيا قصد دارد عملي بودن گداز هسته يي را به نمايش بگذارد. گداز هسته يي فرآيندي است که در قلب خورشيد روي مي دهد و به طور بالقوه مي تواند منبع انرژي فراوان و پاکيزه براي زمين باشد. اما هرچند بسياري از چشم ها در اين موسسه به هدف تامين نيازهاي انرژي بشر دوخته شده، بسياري از دانشمندان اميدوارند بتوانند به کمک آن به پرسش هاي بنيادي ديگري پاسخ دهند. دکتر «اريک استورم» از آزمايشگاه ملي لارنس ليورمور (ال ال ان ال) که «ان آي اف» در آن قرار دارد، گفت؛ «همواره تصور مي شد در بازآفريني فرآيند گداز هسته يي بتوان سه ناحيه را که هم مايه کنجکاوي و هم داراي ارزش است، کنکاش کرد.» «ان آي اف» بيش و پيش از هر چيزي براي مقاصد امنيت ملي و بررسي شرايطي که در انفجارهاي هسته يي وجود دارد و شيوه عملکرد سلاح هاي اتمي ساخته شده است. دکتر «استورم» مي گويد؛ «در غياب آزمايش اتمي زيرزميني، اين (موسسه) امکان آن را فراهم مي کند که يک بازدارنده معتبر اتمي داشته باشيم.» وي افزود؛ «آن وقت مي توانيم فيزيک گداز هسته يي را بررسي کنيم. (آيا مي توان اينجا روي سياره ما يک نيروگاه گداز هسته يي ايجاد کرد؟) به علاوه مي توانيم فيزيک مربوط به لحظه هاي اوليه آغاز جهان و علم سياره شناسي را پيگيري کنيم.» همين بخش مربوط به فيزيک است که توجه دانشمندان سراسر جهان را به خود جلب کرده است که اميدوارند از اين ابزار براي بررسي پديده هاي دوردست مانند تشکيل سياره ها يا انفجارهاي شديد ابرنواختري استفاده کنند. پروفسور «پل دريک» از دانشگاه ميشيگان چنين توضيح داد؛ «براي درک جاي ما در جهان و اينکه از چه چيزي ساخته شده ايم، واقعاً بايد ستاره هاي منفجرشده (ابرنواخترها) را درک کنيم.» او فقط يکي از محققان در «ان آي اف» است که منتظرند با استفاده از اين تاسيسات عظيم نظريه خود را محک بزنند. دکتر «استورم» گفت؛ «در ان آي اف مي توان به جاي آنکه منتظر وقوع اتفاقي ابرنواختر در آسمان شد، آن را براي (مثلاً) ساعت نه صبح پنجشنبه برنامه ريزي کرد و هر بار مي توان آزمايش ها را تغيير داد. بنابراين مي توان انفجار ابرنواختر را بارها انجام داد.» ساير تاسيسات همچون «ليزر امگا» در دانشگاه روچستر در نيويورک قبلاً براي اين نوع آزمايش به کار گرفته شده است. اما 192 ليزر «ان آي اف» بيش از هر تاسيسات ديگري انرژي توليد مي کند و امکانات بي سابقه يي براي دانشمندان فراهم مي آورد تا آنچه را که معمولاً در فرآيندهاي دوردست کيهاني روي مي دهد، بررسي کنند. در جريان آزمايش گداز هسته يي، اين اشعه ها براي مدتي کوتاه 500 تريليون وات نيرو را در يک نقطه کوچک به اندازه گلوله سر خودکار حاوي سوخت هيدروژن متمرکز مي کند. اين انرژي فشرده، دمايي به اندازه 100 ميليون درجه و فشاري که ميلياردها بار بيش از فشار اتمسفر است، توليد مي کند که باعث گداز در هسته هيدروژن مي شود و انرژي عظيمي آزاد مي کند. با اين حال در آزمايش هاي اخترفيزيکي، ذره يي که هدف گرفته مي شود، نيمکره يي از عناصر لايه لايه خواهد بود که هدف آن تقليد هسته يک ستاره است. کل اين آزمايش ممکن است فقط چند ميلياردم ثانيه طول بکشد که به آن معني است که بايد انفجار را با مجموعه يي از حسگرها زير نظر گرفت تا جزييات آن آشکار شود. پروفسور «دريک» گفت؛ «چالش اصلي اين است که آزمايش هايي را انجام دهيم که شرايطي را بازسازي مي کند که در هسته ستارگان اتفاق مي افتد. اين کار به محققان امکان مي دهد قلب ستارگان و ابرنواخترها را با جزييات بي سابقه يي کاوش کنند و چگونگي تشکيل اين اجرام آسماني را بهتر درک کنند.» علاوه بر ستاره شناسان، سياره شناسان نيز مي خواهند با استفاده از اين دستگاه، نظريه هاي خود را درباره چگونگي تشکيل سياره ها و منظومه هاي شمسي محک بزنند. دانشمندان براي کسب اطلاعات بيشتر درباره دما و فشار شديد در قلب سيارات و تاثير آنها بر ماده، به «ان آي اف» رجوع خواهند کرد.

www.bbc.co.uk

مجموعه هفت جلدي تاريخ علم براي نوجوانان با ترجمه و نگارش حسن سالاري و کوشش انتشارات محراب قلم منتشر شد. «جان برنال» پژوهشگر و استاد تاريخ علم معتقد است چون علوم طبيعي با دستکاري و دگرگون کردن ماده ارتباط دارد، سرچشمه جريان اصلي علم را بايد در فناوري هاي انسان هاي نخستين دانست که با تقليد (و نه از راه آموزش) به نسل هاي ديگر منتقل مي شد. پيشرفت اين فناوري هاي نخستين به پديد آمدن نخستين تمدن هاي جهان انجاميد و در تمدن هايي مانند بين النهرين، مصر، ايران و چين بود که آرام آرام نظريه پردازي درباره چيستي، چگونگي و چرايي پديده هاي طبيعي آغاز شد.

دانشي را که مردم بين النهرين بر لوح هاي گلي، مردم مصر باستان بر پاپيروس و ايرانيان باستان بر پوست جانوران ماندگار کرده بودند، يونانيان باستان به ارث بردند و به آن سامان دادند. علم در روم باستان جايگاه ارزشمندي نيافت و در سده هاي ميانه و در دوره آشوب اروپا، روزگار خوشي نداشت. به ناچار، ميراث علم يونان به شرق بازگشت و در ايران دوره ساساني، نسيم تازه يي از علم وزيدن گرفت. سپس همه اين دستاوردها به دست مسلمانان رسيد و گسترش يافت. دانش و فناوري از راه مسلمانان به اروپا رسيد و نوآوري هاي بزرگي را باعث شد و سرانجام به پيدايش علوم امروزي انجاميد.

مجموعه تاريخ علم براي نوجوانان که با کوشش انتشارات محراب قلم منتشر شده است، نقش هر يک از تمدن هاي کهن را در پيشرفت علم براي نوجوانان بازگو مي کند. اين مجموعه شامل هفت کتاب است؛ 1- علم در بين النهرين 2- علم در يونان باستان 3- علم در ايران باستان 4- علم در مصر باستان 5- علم در چين باستان 6- علم در روم باستان و 7- علم در اسلام.

هر يک از اين کتاب ها در 56 صفحه و به صفحه آرايي زيبا و رنگي چاپ شده اند و مجموعه هفت جلدي آنها با جلد سخت نيز عرضه شده است.

شش کتاب از اين مجموعه را «حسن سالاري» ترجمه کرده و کتاب علم در ايران باستان را خود ايشان نوشته است. وي در اين کتاب از نقش ايرانيان باستان در پيشرفت کشاورزي و رام کردن اسب براي سوارکاري و ذوب فلزهايي مانند مس و ساختن آلياژهايي ماند مفرغ مي گويد و يادآور مي شود که کهن ترين دانشگاه و بيمارستان جهان در سرزمين ايران بنيان نهاده شد و برخي نوآوري هاي ايراني مانند آسياب بادي، انگيزه دانشمندان و نوآوران امروزي براي ساختن نيروگا ه هاي بادي شده است.

«سالاري» نگارش کتاب علم در ايران باستان را زير نظر «يونس کرامتي» و «عسگر بهرامي» از پژوهشگران بنياد دايره المعارف بزرگ اسلامي، انجام داده است. «يونس کرامتي» ويرايش علمي کتاب «علم در اسلام» و «علم در يونان باستان» را نيز برعهده داشته و «عسگر بهرامي» به ويرايش علمي ديگر کتاب هاي اين مجموعه پرداخته است. ترجمه و نگارش روان، بهره گيري از ويراستاران زبده و کاردان و تصويرهاي زيبا و صفحه آرايي گيرا، اين مجموعه را منبع سودمندي براي نوجوانان علاقه مند به تاريخ علم ساخته است.

«جرج سارتن» پژوهشگر تاريخ علم، در کتاب مقدمه بر تاريخ علم در پاسخ به پرسش «آيا تاريخ چيزي به ما مي آموزد؟» مي گويد؛ «تاريخ علم به مردم خواهد آموخت که سودمند باشند، که برادر باشند و يکديگر را ياري کنند.» انتظار مي رود نوجوانان ايراني پس از خواندن کتاب هاي مجموعه تاريخ علم براي نوجوانان در اين راه گام بردارند و چونان پيشينيان خود در پيشرفت علم سهيم شوند.

نيوشا قانعي - www.pejhvak.com

در بخش گذشته با ارباب فيزيک جهان، «ايزاک نيوتن»، آشنا شديم و مي خواهيم در اين بخش با دستاوردهاي بزرگ او براي فيزيک آشنا شويم.

فرض کنيم هر فيزيکدان يک مکانيک خودرو است. در اين صورت اگر هر کدام از اين مکانيک ها به يک اندازه دانش تعمير خودرو داشته باشند، پس مي توان گفت مکانيکي بهتر کار تعمير خودرو را انجام مي دهد که از ابزار و امکانات بهتري برخوردار باشد. رياضيات ابزار اصلي کار فيزيکدانان است، چرا که بايد با قوانين رياضي اتفاقات طبيعي مشاهده شده را به يکديگر مربوط سازد، پس بهتر اين است که بررسي دستاوردهاي علمي «ايزاک نيوتن» را با بررسي دستاوردهاي او براي رياضي آغاز کنيم.

در بخش گذشته بيان کرديم که «نيوتن» فلاکسيون (حسابان) را از بررسي دو پرسش ابداع کرد.

1- در صورتي که معادله يک حرکت، پيوسته باشد به چه صورتي مي توان معادله سرعت حرکت را به دست آورد؟ (و برعکس همين پرسش) 2- در صورتي که معادله سرعت حرکت را داشته باشيم، معادله حرکت را چگونه به دست آوريم؟ اما از آنجايي که «نيوتن» در پي ابداع روشي عام بود، اين سوال را کمي متفاوت مطرح کرد و در تعريف جديد به جاي تغييرات مکان يا سرعت، سعي کرد بيان کند «هر تغييري».(در اين تعريف به جنس متغير توجه نمي شد، بلکه فقط به ميزان تغييرات نسبت به عاملي خارجي که رابطه يي پيوسته با متغير دارد، توجه مي شد.) کمي پس از «نيوتن» و البته به طور مستقل فردي به نام «لايبنيتس» نيز حسابان را عرضه کرد، البته با نمادگذاري متفاوت، که امروزه ما پس از گذشت تقريباً سه ونيم قرن، همچنان از نمادهاي «لايبنيتس» استفاده مي کنيم. در روند ايجاد حسابان تعريف هاي مهمي در رياضي پديد آمد که امروزه اساس کار رياضيدانان است که از جمله آنها مي توان به «مشتق» اشاره کرد. در گفتاري ساده مي توان مشتق را چنين بيان کرد؛ «مثلاً اگر تابعي به نام مکان داشته باشيم و نمودار اين تابع را نسبت به متغيري مثل زمان رسم کنيم، مشتق برابر خواهد بود با شيب خط مماسي که در هر نقطه با نمودار تابع مکان رسم مي کنيم. به بيان ديگر مشتق برابر است با نسبت تغييرات تابع مکان به تغييرات متغير زمان، هنگامي که تغييرات متغير زمان به صفر ميل مي کند.» (که در اين مثال مشتق تابع مکان نسبت به متغير زمان، سرعت جسم را مي دهد. در مثال بالا هر تابع يا متغيري را مي توان قرار داد.) هر معادله يي که در آن مشتق وجود داشته باشد، «معادله ديفرانسيل» است. در رياضي فيزيک، معادله ديفرانسيل همه جا وجود دارد و يکي از جذابيت هاي مهم فيزيک نظري اين است که مي توان قوانين آن را (به جز البته چند استثنا) به صورت فشرده به زبان متداول معادلات ديفرانسيل بيان کرد. نظريه پردازان فيزيک معمولاً نظريه هايشان را ابتدا با نوشتن معادلات ديفرانسيل طرح مي کنند، اما اين کار دو اشکال عمده دارد؛ «1- اين معادلات براي پيش بيني آزمايش هاي بعدي و مشاهده هاي ديگر و مقايسه آنها با يکديگر در يک نظريه کافي نيست. 2- حل اين معادلات که البته لباسي ساده بر تن کرده اند بسيار مشکل است.» از همين رو «نيوتن» و «لايبنيتس» با بيان مبحثي به نام انتگرال، سعي کردند اين مشکل را حل کنند و انقلاب ديگري در رياضيات به پا کردند (البته انتگرال و مشتق، تقريباً همزمان با هم به وجود آمد چرا که انتگرال کاملاً مربوط و در ادامه مشتق است). با گفتاري ساده مي توان انتگرال را چنين بيان کرد؛ «فرض کنيم تابعي به نام سرعت حرکت يک جسم داريم که نسبت به متغيري به نام زمان تغيير مي کند. اگر نمودار اين تابع را نسبت به متغيرش رسم کنيم، انتگرال اين تابع برابر خواهد بود با سطح بين نمودار تابع و محور متغير. نکته يي که بايد به آن توجه کرد، اين است که در محاسبه سطح زير نمودار بايد از مستطيل هايي استفاده کرد که طول مستطيل مربوط به دو نقطه پياپي از تابع و عرض مستطيل دو نقطه پياپي از متغير است. حال اگر عرض اين مستطيل ها به صفر يا به بيان ديگر تعداد اين مستطيل ها به بي نهايت ميل کند، مي توانيم با جمع کردن سطح اين مستطيل ها انتگرال اين تابع را حساب کنيم.» (در اين مثال انتگرال تابع سرعت جسم، معادله حرکت جسم را مي دهد، به بيان ديگر انتگرال عکس عمل مشتق است). پس از اينکه «نيوتن» و «لايبنيتس» توانستند مفهوم انتگرال را به وجود آورند، توانستند معادلات بزرگي را در آن زمان حل کنند، البته «لايبنيتس» صرفاً به بخش رياضي موضوع پرداخت و از جريان فيزيکي تقريباً به دور بود. جالب اينکه قبل از آنکه «نيوتن» به واسطه کارهاي شگرفش در رياضيات و فيزيک مطرح شود، به سبب کارهاي عملي اش مطرح شد.

«نيوتن» در دوران زندگي خود کارهاي بزرگي انجام داد که مي توان از آن جمله به طراحي و ساخت تلسکوپ بازتابي (تلسکوپ نيوتني) اشاره کرد. که در آن بازتاب نور ورودي به وسيله آينه کاوي که در انتهاي لوله تلسکوپ قرار دارد، جمع آوري مي شود و توسط يک آينه تخت 45 درجه به سمت بيرون لوله تلسکوپ هدايت مي شود. «نيوتن» اولين تلسکوپ خود را در سال 1668 ساخت که 40 برابر بزرگنمايي داشت. «نيوتن» به واسطه تجربيات و درک مفهومي و دانش رياضي توانست مفهوم گرانش را به درستي بيان کند و رابطه آن را به دست آورد. در بخش بعدي با بزرگ ترين دستاورد «نيوتن» (رابطه گرانش) آشنا مي شويم.