حداکثر تولید امن انرژی هسته‌ای و پیمان منع گسترش سلاح‌های هسته‌ای

در صنعت نیروگاه های هسته ای، چقدر می توان در یک نوبت، بدون از دست دادن کنترل، انرژی تولید کرد؟ پیمان منع گسترش سلاح های هسته ای چیست؟ به این که چرا هنوز این پیمان مهم است در این مقاله می پردازیم.

پنجشنبه، 7 مرداد 1400

تخمین زمان مطالعه:

مترجم : حمید وثیق زاده انصاری

موارد بیشتر برای شما

تصویر: مجموعه ای از لیزرهای پر قدرت را به لکه ای کوچک از ایزوتوپ های هیدروژن شلیک کنید و با این کار می توانید همجوشی هسته ای را آغاز کنید، فرایندی که برای خورشید تأمین انرژی می کند. مرکز احتراق ملی

چقدر می توان در یک نوبت، بدون از دست دادن کنترل، انرژی تولید کرد؟

بالای سر ما یک منبع انرژی قدرتمند وجود دارد که توسط طبیعت ایجاد شده است: خورشید. از آن جا که خورشید 93 میلیون مایل از ما فاصله دارد، تنها یک میلیاردم از کل انرژی خورشید به زمین می رسد و جهانی را با زندگی شکوفا می کند. انرژی ای که خورشید در هر ثانیه به سطح زمین می دهد بیش از کل برق تولید شده از تمام نیروگاه های جهان در کل سال 2018 است.

در این جا، روی زمین، انسان ها بیشتر با برداشت انرژی، برای ماشین آلات تأمین توان می کنند: به عنوان مثال، انرژی ریزش آب را جمع می کنند و در نیروگاه های برق آبی به برق تبدیل می کنند. عموماً انرژی را از شکل های مختلف به فرم مطلوب تبئیل می کنیم بدون این که انرژی خلق شود یا از بین برود. اما برای ایجاد یا خلق انرژی، باید ماده را به انرژی تبدیل کنید.
پیمان منع گسترش سلاح های هسته ای ممکن است با ضربه های اخیر خم شده باشد، اما شکسته نشده است.

واکنش های زنجیره ای

یکی از راه های انجام این کار، تقسیم اتم ها، عناصر اصلی سازنده کلیه مواد موجود در جهان، است. اگر این کار را به صورت کنترل شده انجام دهید می توانید جریان مداوم انرژی تولید کنید. اگر کنترل خود را از دست دهید در یک انفجار هسته ای به یک باره انرژی زیادی آزاد خواهید کرد.

مغز هر اتم، هسته آن، حتی از ذرات کوچک تر، یعنی پروتون ها و نوترون ها تشکیل شده است. نیرویی که اجزای هسته را در کنار هم نگه داشته است مقدار زیادی انرژی را ذخیره می کند. دانشمندان برای به دست آوردن انرژی از هسته، به فرآیند تقسیم یک اتم سنگین به اتم های سبک تر رسیدند. از آن جا که اتم های سبک به اندازه اتم های سنگین برای نگه داشتن هسته به انرژی زیادی احتیاج ندارند، انرژی به صورت گرما یا نور آزاد می شود. به این فرآیند شکافت هسته ای گفته می شود.

هنگامی که یک اتم تقسیم می شود، یک واکنش زنجیره ای شروع می شود: اتم تقسیم شده باعث تقسیم اتم دیگر می شود و الی آخر. دانشمندان برای این که واکنش زنجیره ای قابل کنترل باشد، روش هایی برای کاهش سرعت تقسیم، مانند جذب برخی از ذرات تقسیم شده، ایجاد کرده اند.

توان هسته ای

نیروگاه های هسته ای انرژی آزاد شده توسط تقسیم اتم ها را به طور کنترل شده جمع می کنند. بزرگ ترین نیروگاه هسته ای جهان نیروگاه هسته ای Kashiwazaki-Kariwa در ژاپن است. این نیروگاه متشکل از هفت راکتور هسته ای است که حداکثر ظرفیت آن حدود 8000 مگاوات است. بزرگ ترین راکتور هسته ای منفرد جهان، گِرِه ای بین دو راکتور در نیروگاه هسته ای Taishan چین است. ظرفیت هر راکتور Taishan 1750 مگاوات است.
نگرانی در مورد گسترش سلاح های هسته ای در آینده قطعاً قابل توجیه است.

تصویر: نمودار یک راکتور هسته ای، توربین، ژنراتور و کندانسور، و خطوط برق الکتریکی منتهی به یک محله مسکونی را نشان می دهد. نیروگاه های هسته ای از واکنش های هسته ای برای گرم کردن آب برای تولید بخارِ محرک توربین ها استفاده می کنند که چرخش توربین ها به نوبه خود ژنراتورهایی را به حرکت وا می دارد که برق تولید می کنند. کمیسیون تنظیم مقررات هسته ای ، CC BY

این میزان توان بسیار کم تر از توان واکنش های هسته ای کنترل نشده مانند بمب های اتمی است. امروزه، انرژی حاصل از انفجار بمب اتمی معادل برق تولید شده در نیروگاه کاشیوازاکی-کاریوا در مدت زمان نیم سال است.

نقطه ضعف شکافت، تولید زباله های هسته ای است. اتم های تقسیم شده معمولاً ناپایدار بوده و تابش های خطرناکی از خود ساطع می کنند. پسماندهای هسته ای باید سال ها به درستی ذخیره شوند.

همجوشی نزدیک و دور

دانشمندان همچنین نوع دیگری از واکنش هسته ای را کشف کرده اند، واکنش تولید انرژی بدون ایجاد زباله های هسته ای. همان طور که دو اتم سبک تر به اتم سنگین تبدیل می شوند، جرم از دست رفته به انرژی تبدیل می شود. این فرآیند، همجوشی هسته ای نامیده می شود. همجوشی در هسته خورشید اتفاق می افتد. در هر ثانیه، خورشید حدود 600 میلیون تن هیدروژن را به حدود 596 میلیون تن هلیوم می سوزاند و انرژی ای معادل با تریلیون ها بمب اتمی حاصل می کند.
پایان این دو پیمان مهم می تواند پیمان منع گسترش سلاح های هسته ای را با تقویت این تصور در میان طرف های غیر هسته ای مبنی بر این که کشورهای هسته ای به تعهد خود "برای انجام مذاکرات با حسن نیت ... در مورد خلع سلاح هسته ای" عمل نمی کنند، تضعیف کند.

تصویر: یک تصویر برش خورده از یک سازه فلزی عظیم با یک هسته استوانه ای که توسط یک حلقه توخالی پر از نور آبی احاطه شده است. این تصویر برش نشان می دهد که هسته راکتور همجوشی هسته ای چگونه است. آزمایشگاه ملی آرگون

با این حال، دستیابی به همجوشی هسته ای در زمین بسیار دشوار است. همجوشی فقط در شرایط شدیدی مانند دماها و فشار بسیار بالای موجود در خورشید اتفاق می افتد. دانشمندان هنوز مانده است که به طور مؤثری همجوشی هسته ای قابل کنترل را نشان دهند که انرژی بیشتری در مقایسه با انرژی ای که مصرف می کند تولید می کند، اما آنها برای انجام این کار سخت تلاش می کنند. یک راه آن شلیک لیزرهای پر توان از جهات مختلف به یک لکه کوچک از ایزوتوپ های هیدروژن است.

انرژی همجوشی هسته ای یک راه حل انرژی امیدوار کننده در آینده خواهد بود. اما فراموش نکنید، ما یک راکتور همجوشی هسته ای عظیم بالای سر خود، به نام خورشید، داریم. با بهبود بهره وری انرژی خورشیدی، ما حتی نیازی به ایجاد انرژی نداریم، فقط کافی است بیشترِ آن چه خورشید روزانه به ما می دهد را تصرف کنیم.

پیمان منع گسترش سلاح های هسته ای

دانشمندان هنوز مانده است که به طور مؤثری همجوشی هسته ای قابل کنترل را نشان دهند که انرژی بیشتری در مقایسه با انرژی ای که مصرف می کند تولید می کند، اما آنها برای انجام این کار سخت تلاش می کنند.

ایران اخیراً از مرزهای غنی سازی اورانیوم در توافق هسته ای خود با ایالات متحده و پنج کشور دیگر فراتر رفته است. اقدام ایران در پاسخ به انصراف ایالات متحده در معامله ای مشابه در ماه مه گذشته بود.

سؤالاتی درباره آینده منع گسترش سلاح های هسته ای ایجاد شده است.

رهبری ایران همچنین دو بار تهدید کرده است که از پیمان جداگانه ای به نام پیمان منع گسترش سلاح های هسته ای، که گسترش سلاح های هسته ای را محدود می کند، خارج خواهد شد. اگر ایران از این پیمان خارج شود، این دومین کشور پس از کره شمالی در سال 2003 است که چنین می کند، گر چه خروج آن هرگز به طور رسمی پذیرفته نشده است.

اما پیمان منع گسترش سلاح های هسته ای چیست؟
در هر ثانیه، خورشید حدود 600 میلیون تن هیدروژن را به حدود 596 میلیون تن هلیوم می سوزاند و انرژی ای معادل با تریلیون ها بمب اتمی حاصل می کند.

190 کشور آن را امضا کرده اند

در سال 1961، 16 سال پس از پرتاب دو بمب اتمی توسط ایالات متحده بر ژاپن، قطعنامه سازمان ملل متحد خواستار معاهده ای برای جلوگیری از گسترش سلاح های هسته ای شد. ترس از این بود که بدون چنین معاهده ای، 25 کشور می توانند سلاح هسته ای به دست آورند.

قطعنامه سازمان ملل متحد، ایالات متحده و اتحاد جماهیر شوروی را وادار به تهیه پیش نویس هایی کرد که مبنای مذاکرات قرار گیرد.

این معاهده در سال 1968 برای امضا گشوده شد و در سال 1970 و هنگامی که 46 کشور، از جمله ایالات متحده، انگلستان و اتحاد جماهیر شوروی سوسیالیستی، آن را تصویب کردند، به اجرا درآمد. امروز، پیمان منع گسترش سلاح های هسته ای 190 طرف دارد - بیش از هر معاهده محدودیت تسلیحات دیگر.

این پیمان، کشورهایی را که سلاح هسته ای ندارند از دستیابی به آن منع می کند. این پیمان همچنین پنج طرف دولت هسته ای را از کمک به دیگران برای دستیابی به سلاح هسته ای منع می کند، در حالی که خود متعهد می شوند که در جهت خلع سلاح هسته ای تلاش کنند. آژانس بین المللی انرژی اتمی اجابت این پیمان را تأیید کرده و این پیمان توسط شورای امنیت سازمان ملل اعمال می شود.
نقطه ضعف شکافت، تولید زباله های هسته ای است. پنج کشور دارای سلاح هسته ای این پیمان را امضا کرده اند: ایالات متحده، انگلیس، فرانسه، روسیه و چین.

چهار کشور هسته ای دیگر عضو این معاهده نیستند: هند، پاکستان، اسرائیل و - اخیراً - کره شمالی.

با نزدیک بودن پنجاهمین سالگرد پیمان، بحران های مربوطه بار دیگر شبح گسترش سریع سلاح های هسته ای را به وجود می آورد – که این ارزش پیمان منع گسترش سلاح های هسته ای را زیر سؤال می برد. به عنوان یک استاد حقوق که رویکردهای چند جانبه صلح و امنیت را مطالعه می کند، می توانم برخی از علائم نگران کننده را شناسایی کنم.

به عنوان مثال، سال گذشته محمد بن سلمان، ولیعهد سعودی گفت "اگر ایران بمب هسته ای بسازد، ما از این الگو پیروی خواهیم کرد." وی این را گفت حتی در حالی که عربستان سعودی در سال 1988 پیمان منع گسترش سلاح های هسته ای را امضا کرد، و حتی در حالی که ایران بارها اعلام کرده دنبال ساخت سلاح هسته ای نیست.

اگر عربستان سعودی به عنوان عضوی از باشگاه هسته ای در خاورمیانه به اسرائیل بپیوندد، مصر، ترکیه و سایر کشورهای منطقه چگونه پاسخ خواهند داد؟

اگر گفتگوها با کره شمالی در مورد خلع سلاح کردن شبه جزیره کره به جایی نرسد و اجازه داده شود که ذخایر فعلیِ 10-20 سلاح خود را برای آینده نامعلوم نگه دارد، واکنش ژاپن و کره جنوبی چگونه خواهد بود؟
نیروگاه های هسته ای از واکنش های هسته ای برای گرم کردن آب برای تولید بخارِ محرک توربین ها استفاده می کنند که چرخش توربین ها به نوبه خود ژنراتورهایی را به حرکت وا می دارد که برق تولید می کنند. بدتر این که: پیمان منع گسترش سلاح های هسته ای یگانه پیمان هسته ای واقع بر زمین های لرزان نیست.

ترامپ در فوریه 2019 اعلام کرد که ایالات متحده از پیمان نیروهای هسته ای میانی خارج خواهد شد مگر این که روسیه یک دسته از موشک های هسته ای را که به ادعای ایالات متحده بیش از حدِ پیمان است حذف کند.

و معاهده کاهش تسلیحات استراتژیک 2010 قرار بوده در سال 2020 منقضی شود. جان بولتون، مشاور سابق امنیت ملی امریکا، تمدید آن را "بعید" خوانده بود.

پایان این دو پیمان مهم می تواند پیمان منع گسترش سلاح های هسته ای را با تقویت این تصور در میان طرف های غیر هسته ای مبنی بر این که کشورهای هسته ای به تعهد خود "برای انجام مذاکرات با حسن نیت ... در مورد خلع سلاح هسته ای" عمل نمی کنند، تضعیف کند.

دلایل خوش بینی

گر چه نگرانی در مورد گسترش سلاح های هسته ای در آینده قطعاً قابل توجیه است، من هنوز هم استدلال می کنم که پیمان منع گسترش سلاح های هسته ای زنده و سالم است.
هنگامی که یک اتم تقسیم می شود، یک واکنش زنجیره ای شروع می شود: اتم تقسیم شده باعث تقسیم اتم دیگر می شود و الی آخر. استدلال های خلاف آن بر اساس دو تصور غلط است.

نخست این که دوام پیمان در درجه اول به تحقق "معامله بزرگ" موجود در آن بستگی دارد: این که کشورهای غیرهسته ای توافق کنند که در ازای توافق کشورهای هسته ای برای خلع سلاح شدن هسته ای و کمک به طرف های دیگر برای دستیابی به اهداف صلح آمیز انرژی هسته ای، سلاح هسته ای به دست نیاورند. اما سیاست های کشورهای هسته ای انگیزه تصمیمات هسته ای سایر طرف های پیمان منع گسترش سلاح های هسته ای نیست. انگیزه بیشتر آنها تهدیدهای امنیتی منطقه ای یا حمله تسلیحاتی متعارف توسط دشمن متصور است.

برای کره شمالی، هسته ای ماندن ممکن است پاسخ تهدیدهای قابل درک از طرف ایالات متحده و کره جنوبی باشد. با این حال، برای بسیاری، تقویت هنجار جهانی در برابر گسترش سلاح های هسته ای از طریق خود داری از هسته ای شدن رویکرد امیدوار کننده تری است.

تصور غلط دوم این است که این پیمان از "بحران عدم انطباق" رنج می برد. بحث در این جا این است که این پیمان مانع از شروع برنامه های عراق، لیبی یا کره شمالی نشد، بنابراین باید بی فایده است.

با این وجود، انطباق کامل، سنجش موفقیت بیش از حدی برای هر قانونی است. جامعه ما همچنان قوانینی را در برابر دزدی و فرار مالیاتی ارزیابی می کند حتی اگر مردم هر روز آنها را نقض کنند.
نیرویی که اجزای هسته را در کنار هم نگه داشته است مقدار زیادی انرژی را ذخیره می کند.علاوه بر این، سابقه انطباق پیمان منع گسترش سلاح های هسته ای حتی در عراق، لیبی و کره شمالی نیز تا حد ناکامیِ کامل نیست. شورای امنیت سازمان ملل رژیم جامع خلع سلاح را به عراق تحمیل کرد. لیبی داوطلبانه برنامه خود را رها کرد. و خروج کره شمالی از پیمان منع گسترش سلاح های هسته ای منجر به تحریم شد.

این که چه میزان از این امر به دلیل پیمان منع گسترش سلاح های هسته ای بوده است قابل بحث است، اما اشاره به چند مورد عدم انطباق، بی ارتباط بودن آن را اثبات نمی کند.

همان طور که در کتابم در مورد قدرت مشورت بحث کردم، یک روش بهتر برای ارزیابی ارزش پیمان منع گسترش سلاح های هسته ای این است که بپرسیم آیا آن به موازنه علیه گسترش سلاح های هسته ای کمک می کند؟ در صورت تقلب، طرفین معاهده بهایی پرداخت خواهند کرد. آنها ممکن است تصمیم بگیرند که این بها ارزش پرداخت را دارد، اما به هر حال بدون هزینه نیست. انطباق، به موقعیت پیش فرض تبدیل می شود.

پیمان منع گسترش سلاح های هسته ای ممکن است با ضربه های اخیر خم شده باشد، اما شکسته نشده است.
انرژی ای که خورشید در هر ثانیه به سطح زمین می دهد بیش از کل برق تولید شده از تمام نیروگاه های جهان در کل سال 2018 است.
منبع: زوجیان وو، Rutgers University – Newark، ایان جانستون، Tufts University