کاربرد انرژی هسته‌ای و نقش آن در پیشرفت کشور
آینده دنیا در دستان انرژی هسته ای خواهد بود که علاوه بر حجم زیاد انرژی، کمترین آسیب را به محیط زیست خواهد زد.
به عبارت بهتر ، از مسائل مهم هر کشور در جهت توسعه اقتصادی و اجتماعی بررسی ، اصلاح و استفاده بهینه از منابع موجود انرژی در آن کشور است.
امروزه بحرانهای سیاسی و اقتصادی و مسائلی نظیر محدودیت ذخایر فسیلی ، نگرانیهای زیست محیطی ، ازدیاد جمعیت ، رشد اقتصادی ، همگی مباحث جهان شمولی هستند که با گستردگی تمام فکر اندیشمندان را در یافتن راهکارهای مناسب در حل معظلات انرژی در جهان به خود مشغول داشته‌اند.
در حال حاضر اغلب ممالک جهان به نقش و اهمیت منابع مختلف انرژی در تأمین نیازهای حال و آینده پی برده و سرمایه گذاریها و تحقیقات وسیعی را در جهت سیاستگذاری ، استراتژی و برنامه‌های زیربنایی و اصولی انجام می‌دهند.
هم اکنون تدوین استراتژی که مرکب از بررسی تمامی پارامترهای تأثیر گذار در انرژی و تعیین راهکارهای مناسب جهت تمیزتر و کاراتر نمودن انرژی و الگوی بهینه مصرف آن می‌باشد، در رأس برنامه‌های زیربنایی اکثر کشورهای جهان قرار دارد. در میان حاملهای مختلف انرژی ، انرژی هسته‌ای جایگاه ویژه‌ای دارد.
انرژی هسته ای چیست؟
شکافت اتم ها
اورانیوم، بیشتر در مناطقی همانند صخره‌ها، خاک، اعماق دریا و اقیانوس‌ها وجود دارد و گفته می شود که شاید مقدار آن بیشتر از طلا، نقره و جیوه باشد. این فلز به صورت اکسید و یا نمک‌های مخلوط در مواد معدنی مانند اورانیت یا کارونیت وجود دارد و از نظر رنگ، سفید نقره‌ای و قابل انعطاف است.کیک زرد چیست و چه کاربردی دارد؟
پس از اینکه سنگ معدن ها استخراج شدند برای خرد شدن و تولید ذراتی با اندازه یکسان به آسیاب برده می شوند و اورانیوم در این فرایند از سایر اتم ها بوسیله اسید سولفوریک جدا می شود. بعد از خشک شدنِ محلولِ حاوی اورانیوم، یک کنسانتره جامدی به نام کیک زرد (Yellowcake) بدست می آید. این کنستانتره جامد برای استفاده در غنی سازی باید به گاز هگزا فلورید تبدیل شود که در دمای معمولی جامد بوده ولی با فزایش دما حتی به میزان کم به مایع تبدیل می شود. برای استفاده از این گاز به عنوان سوخت هسته ای باید ایزوتوپ قابل شکافت آن غنی سازی شود که غنی سازی توسط فرآیندهایی تخصصی انجام می شود.بیش از ۴۰۰ کشتی در سراسر جهان بدون آسیب به خدمه یا محیط زیست هم اکنون برای تأمین انرژی خود از انرژی حاصل از رآکتورهای هسته ای استفاده می کنند.
انرژی هسته‌ای را می توان به سایر انرژی ها تبدیل کرد ولی هیچ کدام از این انرژی ها قابل تبدیل به انرژی هسته‌ای نمی باشند.
پیشینه انرژی اتمی در ایران
ایران با تلاش های دانشمندان جوانش از ۱۳۶۴ تا حدود ۱۳۷۶ خورشیدی، توانست به نقشه هایی که در ساخت دستگاه های سانتریفوژ کاربرد دارند و همچنین طرح های مربوط به رآکتور آب سنگین دست یابد و از ۱۳۷۶ تا حدود ۱۳۸۰ خورشیدی با ساخت وسایل مورد نیاز در داخل و وارد کردن برخی از قطعات از خارج، موفق به انجام آزمایش های مربوط در محیط آزمایشگاهی شد. پس از موفقیت آزمایش ها در مقیاس آزمایشگاهی از ۱۳۸۰ خورشیدی به بعد، این دانش به سایت های هسته ای از جمله سایت نطنز که از چندین سال قبل احداث آن شروع شده بود، منتقل شد. در همین دوران، ایران به دانش غنی سازی اورانیوم نیز دست یافت. کار احداث رآکتور آب سنگین از مرحله طراحی در اراک آغاز شد. با دسترسی به چنین توانمندی یعنی دستیابی به فناوری هسته ای این دانش، عملیاتی نیز شد و ایران توانست فرآیند غنی سازی و چرخه سوخت اتمی را اجرایی کند.
سرانجام ۲۰ فروردین ۱۳۸۱ خورشیدی روز ملی فناوری هسته‌ای نامیده شد، روزی که دستیابی ایران به غنی سازی اورانیوم به طور رسمی اعلام و خبر تهیه سوخت هسته‌ای به وسیله متخصصان ایرانی برای نیروگاه‌های هسته‌ای ایران منتشر شد. پیشرفت چشمگیر متخصصان هسته ای کشور به سرعت رو به جلو بود به طوری که رییس جمهوری دولت نهم در ۲۰ فروردین ۱۳۸۵ خورشیدی اعلام کرد که ایران به غنی‌سازی اورانیوم به میزان ۳.۵ درصد دست یافته‌است و موفق شده یک زنجیره کامل غنی سازی در نطنز را راه اندازی کند.
انرژی زیاد، هزینه کم
مهم ترین مزیتی که می توان برای این انرژی ذکر کرد این است که از مقدار خیلی کم سوخت هسته ای، انرژی بسیار زیادی حاصل می شود.اتحادیه جهانی هسته ای (WNA) می گوید برای تولید همان مقدار انرژی حاصل از ذغال سنگ یا نفت به اورانیوم کمتری نیاز است که این امر باعث کاهش هزینه تولید همان مقدار انرژی می شود. همچنین تهیه و حمل و نقل اورانیوم ارزان تر بوده که این امر به نوبه خود باعث کاهش بیشتر هزینه می شود.
طبق اعلام موسسه انرژی هسته ای (Nuclear Energy Institute یا NEI) یک گلوله سوخت اورانیوم به اندازه یک تن زغال سنگ ، ۱۴۹ گالن نفت یا ۱۷ هزار فوت مکعب گاز طبیعی انرژی ایجاد می کند.
قابلیت اطمینان
هنگامی که یک نیروگاه هسته ای به درستی کار می کند، می تواند بدون نیاز به سوخت گیری یک تا دو سال بدون وقفه کار کند. همچنین عملکرد و فعالیت نیروگاه هسته ای مثل نیروگاه های خورشیدی یا بادی وابسته به آب و هوا یا تأمین کننده خارجی نیست و این باعث می شود پایدارتر از سایر اشکال انرژی باشد.بدون گازهای گلخانه ای
با اینکه انرژی هسته ای، برخی از گازهای گلخانه ای را تولید می کند ولی نیروگاه های هسته ای هیچ نوع گاز گلخانه ای را تولید نمی کنند. مطالعات نشان داده اند که انتشار گازهای گلخانه ای حاصل از این انرژی با انتشار گازهای گلخانه ای حاصل از منابع انرژی تجدید پذیر مانند انرژی باد، همسان و برابر است.طبق گزارش اخبار هسته ای جهان، انتشار گازهای گلخانه ای نیروگاه های هسته ای در بین تمامی روش های تولید برق در کمترین حد بوده و بر مبنای چرخه حیات با آب، باد برق و زیست توده قابل مقایسه است.
کاربرد انرژی اتمی در بخش پزشکی و بهداشتی
تهیه و تولید رادیوداروی ید131 ؛
تشخیص بیماری های تروئید و درمان آنها؛
تهیه و تولید کیت های رادیودارویی جهت مراکز پزشکی هسته‌ای؛
کنترل کیفی رادیوداروهای خوراکی و تزریقی برای تشخیص و درمان بیماری ها؛
تهیه و تولید کیت های هورمونی؛
تشخیص و پیگیری درمان سرطان پروستات؛
بررسی مراکز عفونی در بدن؛
تشخیص سرطان‌های کولون، پانکراس، روده کوچک و برخی سرطان‌های سینه؛
شناخت محل تومورهای سرطانی و بررسی تومورهای مغزی، سینه و ناراحتی های ریوی؛
تصویرگیری بیماری های قلبی، تشخیص عفونت ها و التهاب مفصلی، آمبولی و لخته های وریدی؛
تشخیص کم خونی ها یا سندرم اختلال در جذب ویتامین ب 12؛
تولید دزیمترهای جیبی و محیطی؛
استریلیزاسیون لوازم پزشکی یک بار مصرف.
کاربرد انرژی اتمی در بخش دامپزشکی و دامپروری
نقش تکنیک های هسته‌ای در پیشگیری، کنترل و تشخیص بیماری های دامی؛نقش تکنیک های هسته‌ای در تولید مثل دام؛
نقش تکنیک های هسته‌ای در تغذیۀ دام؛
نقش تکنیک های هسته‌ای در اصلاح نژاد دام؛
نقش تکنیک های هسته‌ای در بهداشت و ایمنی محصولات دامی و خوراک دام.
کاربرد تکنیک های هسته‌ای در مدیریت منابع آب
بهبود دسترسی به منابع آب جهان به عنوان یکی از زمینه ها ی بسیار مهم در توسعه شناخته شده است. بیش از یک ششم جمعیت جهان در مناطقی زندگی می کنند که دسترسی مناسب به آب آشامیدنی بهداشتی ندارند. تکنیک ها ی هسته‌ای برای شناسایی حوزه های آب خیز زیر زمینی، هدایت آب های سطحی و زیرزمینی، کشف و کنترل آلودگی و کنترل نشت و ایمنی سدها به کار می روند. از این تکنیک ها، همچنین در شیرین کردن آب شور و آب دریا نیز استفاده می شود.
کاربردهای هسته‌ای در حوزه‌های پزشکی، صنعت و کشاورزی:
استفاده از انرژی هسته‌ای در پزشکی می‌تواند در زمینه سی‌تی اسکن بسیار موثر باشد. سی تی اسکن، نوع خاصی از عکس‌برداری با اشعه ایکس است. در این‌روش تصاویر گرفته‌شده از اندام‌ها و بافت‌های بدن به پزشک اجازه می‌دهد تا وضعیت بافت‌ها و اندام‌های درونی بدن را به خوبی بررسی کنند و بیمار را به بهترین شکل ممکن درمان کنند. سی تی‌اسکن، به طورمعمول برای تصویربرداری از گردن، ستون مهره ها، سینه، سینوس ها، حفره شکمی و لگن کاربرد دارد. براین اساس اسکن‌های هسته‌ای جزو ایمن‌ترین و کم‌خطرترین آزمون‌های تصویربرداری تشخیصی حال حاضر در علم روز دنیا در رشته پزشکی به شمار می‌رود.
همچنین از این فناوری در حوزه MRI استفاده می‌شود. تصویربرداری به شیوه تشدید مغناطیسی یا MRI شیوه دیگری برای تصویربرداری از اندام‌ها و بافت‌های درونی بدن با کمک امواج مغناطیسی و امواج رادیویی است. MRI به طور معمول برای تصویربرداری از مغز، ستون مهره ها، مفاصل، حفره شکم و لگن کاربرد دارد.
گامانایف که شیوه جدیدی برای درمان و شناسایی مشکلات سر به ویژه مغز است، نیز از جمله حوزه‌هایی است که فناوری هسته‌ای در آن نقش دارد. یکی از مزایای گامانایف، کاهش تاثیر آن بر بافت‌های سالم است.
استرلیزه کردن هسته‌ای و میکروب زدایی وسایل پزشکی با پرتو‌های هسته‌ای، رادیو بیولوژی، تهیه و تولید رادیو داروی ید-۱۳۱ جهت تشخیص بیماری‌های تروئید و درمان آنها و همچنین تولید داروهای بیماران خاص از جمله کاربردهای فناوری هسته‌ای در علم پزشکی است.
فناوری هسته‌ای در حوزه صنعت نیز کارایی بسیاری دارد. تولید برق یکی از موارد مهم این حوزه است. امروزه حدود ۴۴۰ نیروگاه هسته‌ای در ۳۱ کشور جهان برق تولید می‌کنند. بیش از ۱۵ کشور از مجموع این تعداد در زمینه تأمین برق خود تا ۲۵ درصد یا بیشتر متکی به نیروی هسته‌ای هستند. در اروپا و ژاپن سهم نیروی هسته‌ای در تأمین برق بیش از ۳۰ درصد است و در آمریکا نیروی هسته‌ای ۲۰ درصد از برق را تأمین می‌کند. این موضوع در ایران نیز دنبال شده است.
از سوی دیگر استفاده از یک منبع جدید در حوزه تولید برق، می‌تواند به نقش صادراتی آن کمک کند. در حال حاضر ایران به هشت کشور افغانستان، پاکستان، نخجوان، ترکیه، ترکمنستان، ارمنستان، عراق و آذربایجان برق صادر می‌کند که در آینده با افزایش توانمندی در حوزه برق هسته‌ای این حوزه صادراتی می7تواند بازار‌های بیشتری پیدا کند.
علاوه براین استفاده از راکتورهای هسته‌ای در کشتی‌ها که آلودگی هم برای محیط زیست ندارند، از جمله کاربردهای صنعتی فناوری هسته‌ای است.
نشت‌یابی با اشعه، دبی سنجی پرتویی (سنجش شدت تشعشعات، نور و فیزیک امواج)، سنجش پرتویی میزان سائیدگی قطعات در حین کار، سنجش پرتویی میزان خوردگی قطعات، چگالی سنج موادمعدنی با اشعه، کاربرد تکنیک هسته‌ای در شناسایی مین‌های ضد نفر، کشف عناصر نایاب در معادن، تسهیل عملیات اکتشاف و استخراج معادن زیرزمینی نفت و گاز از دیگر موارد استفاده دانش هسته‌ای در صنعت است.
تشعشعات هسته‌ای در کشاورزی هم بسیار کاربرد دارد. موتاسیون هسته‌ای ژن‌ها در کشاورزی، کنترل حشرات و طریق صحیح انبار کردن میوه‌ها و خشکبار که می‌تواند میزان صادرات کشور را افزایش دهد.
در حال حاضر ایران در حوزه نگهداری از تولیدات کشاورزی وضعیت مناسبی ندارد. برای مثال در سال ۱۳۹۵، ده هزار تن پرتقال معادل ۲۰ میلیارد تومان معدوم شد در شرایطی که پرتقال‌های پرتو دیده خارجی تا زمان مصرف سالم باقی می‌ماند. این مشکل هر ساله تکرار می‌شود.برای حفظ محصولات کشاورزی در بلند مدت و ارائه آن در زمان مناسب به بازار می‌توان از فناوری هسته‌ای استفاده کرد. با این روش نه تنها دیگر کشاورزان متضرر خواهند شد بلکه زمینه برای صادرات فراهم می‌شود. ضدعفونی کردن محصولات بدون مواد شیمایی و از طریق پرتودهی در تولیداتی مانند خشکبار، سوهان‌پزی و قنادی‌ها و جلوگیری از جوانه زدن برخی تولیدات از جمله سیب‌زمینی با اشعه گاما راهکاری برای افزایش استاندارد‌های بهداشتی برای مصرف داخلی و رونق بخشی به بازار صادراتی است.
بازار صادراتی فراورده‌های هسته‌ای
یکی از دلایل مخالفت کشورهای بزرگ با افزایش دارندگان فناوری هسته‌ای، حفظ انحصار بازار پرسود این صنعت است. ایران با پیشرفت در این حوزه امروزه یکی از صادرکنندگان آب سنگین و کیک زرد است.خزاعی در این باره عنوان کرد: «دستیابی ایران به بازار صادرات صنعت هسته‌ای در کوتاه مدت میسر نیست. اما در آینده این مهم قابل دستیابی است. برای مثال دسترسی به اورانیوم مورد استفاده از داروهای بیماران خاص از این مسیر مقدور است و لذا آمریکا تلاش دارد جمهوری اسلامی ایران به توانمندی نرسد تا نیاز به محصولات هسته‌ای مورد استفاده در این زمینه، ابزار فشاری برای این کشور باشد.»
بنابراین دستیابی به مواد اولیه داروهای کمیاب، تولید برق هسته‌ای و دیگر فراورده‌هایی که در صنعت به کار می‌رود می‌تواند در افزایش میزان تولید ناخالص داخلی و جلوگیری از خارج شدن ارز از کشور نقش موثری ایفا کند.
بر این اوصاف با توجه به دورنمای اهمیت صنعت هسته‌ای، باید در مقابل فشار‌های ظالمانه غرب ایستادگی کرد این راهبرد باید سرلوحه فعالیت‌های دولت، وزارت خارجه و سازمان انرژی اتمی باشد.
آلایندگی حاصل از مواد هسته ای
طبق تحقیقات دانشکده فیزیک دانشگاه استنفورد، اتاق های شکافت هسته ای در راکتور آب جوش (BWRs) و راکتورهای آب تحت فشار (PWRs) توسط آب خنک می شوند . در PWR، بخار به طور غیر مستقیم با استفاده از ریزش آب سرد از طریق لوله های اصلی تولید می شود و لوله های ثانویه آب گرم شده را خارج می کنند، بنابراین دستگاه خنک کننده با رآکتور در تماس نیست.
در BWR، بخار مستقیماً با ریزش آب در درون راکتور تولید می شود، بنابراین در صورت وجود هرگونه نشت سوخت، آب می تواند آلوده شده و به بقیه سیستم منتقل شود.
سرطان زایی
تشعشات سوخت های هسته ای پرتوزا بوده و بسیار خطرناک می باشند و می توانند باعث ابتلا به بیماری های مختلف از جمله سرطان شوند و ایمنی و حفاظت بالایی در برابر این پرتوها مورد نیاز می باشد که تأمین این موارد ایمنی بسیار پرهزینه و گران می باشد.تسلیحات هسته ای
تولید سلاح های هسته ای و کلاهک های اتمی، سلاح های مخرب و ناقض حقوق بشر می باشند که خیلی از کشورهای مدعی توانسته اند به آنها دست پیدا کنند. یکی از مواردی را که می توان برای بهره برداری نادرست انرژی هسته ای ذکر کرد هیروشیما و ناکازاکی ژاپن است که توسط سلاح ها یا جنگ‌افزارهای هسته‌ای بمباران شدند و اثرات مرگبار و جبران ناپذیری در پی داشت.کمیسیون تنظیم مقررات هسته ای ایالات متحده (NRC) توضیح می دهد که میله های هسته ای استفاده شده در داخل مخزن سوخت در زیر ۲۰ فوت آب غوطه ور می شوند تا قبل از انتقال آنها برای دفع، آنها را خنک کنند. زمانی که بدکاری و نقص عملکرد در مهر و موم هایی که درها را محفوظ از هوا نگه می دارند، اتفاق بیفتد باعث نشت آب رادیواکتیو استخرهای خنک کننده این میله ها شده و باعث اتفاقات مرگبار و جبران ناپذیری می شوند
پسماندها و تهدیدهای آبزیان
فرآورده های جانبی رادیواکتیو حاصل شده می بایست پس از پایان شکافت و تقسیم اورانیوم از بین بروند. اقداماتی برای بازیافت این فرآورده های جانبی در سال های اخیر انجام شده و ذخیره محصول جانبی می تواند منجر به آلودگی از طریق نشت یا عدم موفقیت در مهار شود.
در هرساعت، ۸ مگاوات تولید انرژی هسته ای باعث تولید ۳۰ گرم زباله رادیو اکتیویته می شود. اگر چه مقدار آن بسیار کم است اما ماده رادیواکتیویته بسیار ماده خطرناکی است و دفع آن نیز به شیوه صحیح ودرست به مراتب از سوخت‌های دیگر پر هزینه تر می‌باشد.
نشت مواد رادیواکتیو
راکتورهای هسته ای با چندین سیستم ایمنی ساخته شده اند که این سیستم ها به گونه ای طراحی شده اند که در فرآیند شکافت، مواد رادیو اکتیویته آنها خارج شود، هنگامی که این سیستم های ایمنی به درستی نصب و نگهداری شوند عملکرد کافی دارند. در صورت عدم نگهداری درست، نقص ساختاری یا نصب نادرست آنها، رآکتور هسته ای می تواند مقادیر مضر اشعه را در طی فرآیند شکافت در محیط آزاد کند. اگر ناحیه مهار به طور ناگهانی پاره شود، نشت حاصل از تشعشع می تواند فاجعه بار باشد.9 فناوری جدید هسته‌ای در ایران
1.راه اندازی فاز اول مرکز ملی فناوری خلاء در سایت فردو2.درهم تنیدگی کوانتومی در مخابرات کوانتومی امن
3.طراحی و ساخت دستگاه سانتریفیوژ زونال پیوسته
4.سیستم کنترلی سامانه سنجش فرایندی
5.تولید آب اکسیژن – 18
6.ساختمان مدیریت پسمانهای جامد و تجهیزات آلوده
7.رادیوداروی Y-90 Resin Microspheres برای درمان سرطان کبد
8.دستگاه طیف سنج مادون قرمز (FT-IR)
9.نصب زنجیره میانی 20 تایی سانتریفیوژ پیشرفته IR6
آینده دنیا و انرژی هسته ای
یکی از دلایل اصلی که کشورهای در حال پیشرفت را به استفاده از انرژی هسته‌ای سوق خواهد داد، آلودگی وحشتناک هواست. آلودگی هوا در چین، هند، ترکیه و کشورهای اروپای شرقی، سالانه میلیون‌ها نفر را به کام مرگ می‌کشاند.
این در حالی است که تخمین‌ها درخصوص هزینه بالای استفاده از انرژی هسته‌ای، نادرست است. هزینه ساخت نیروگاه‌های هسته‌ای در دیگر کشورهای جهان نسبت به آمریکا – که ساخت و ساز به طور کلی در آن هزینه بسیار بالایی دارد – به مراتب کمتر است. برای مثال، هزینه ساخت یک نیروگاه هسته‌ای در کره جنوبی یک‌سوم هزینه تمام‌شده آن در آمریکا خواهد بود. انرژی هسته‌ای به عنوان یک سوخت پاک و ارزان‌قیمت می‌تواند در کشورهای در حال توسعه، جایگزین سوخت‌های فسیلی شود.
واکنش کاربران
منبع:
1.ایرنا / بهره‌برداری صلح‌آمیز از انرژی هسته‌ای در پرتو حقوق بین‌الملل
2.خبرگزاری میزان / فناوری هسته‌ای؛ نیازی برای همه فصول/ بیماران، کشاورزان، صنعت‌کاران، تاجران
3.پایگاه خبری تحلیلی سپاس / انرژی هسته‌ای و نقش آن در پیشرفت کشور
4.خبرگزاری پانا / جزئیات و کاربردهای 9 فناوری جدید هسته‌ای ایران
5..وبسایت رسمی فعالان محیط زیست و حامیان حیوانات ایران / مزایا و مضرات انرژی هسته ای
6.خبرگزاری علم و فناوری / آنچه که باید از انرژی هسته ای بدانید
** درج توییت های کاربران توییتر نشان از تایید یا رد آنها نیست و صرفا برای آگاهی مخاطبین درج می شود.
اخبار مرتبط
تازه های اخبار
ارسال نظر
در ارسال نظر شما خطایی رخ داده است
کاربر گرامی، ضمن تشکر از شما نظر شما با موفقیت ثبت گردید. و پس از تائید در فهرست نظرات نمایش داده می شود
نام :
ایمیل :
نظرات کاربران
{{Fullname}} {{Creationdate}}
{{Body}}