صراط: شاید کسی فکر نمی
کرد که این فناوری آن قدر رشد کند که اکنون 430 راکتور انرژی هسته ای در
دنیا سبب تولید 15 درصد انرژی الکتریسته کل جهان که فاقد هر گونه دی اکسید
کربن شود.
روی آوردن به انرژی هسته ای از زمانی آغاز شد که موضوع پایان یذیری انرژی های فسلیی مانند نفت و گاز به صورت جدی در دستور کار کشورهای صنعتی و پیشرفته قرار گرفت.
این واقعیت سبب شد که اکنون بسیاری از این کشورها از جمله آمریکا، اعضای اتحادیه اروپا، ژاپن، چین، روسیه ،استفاده از انرژی حاصل از نیروگاههای اتمی را برای رشد و توسعه زیر بناهای اقتصادی و اجتماعی خود مورد توجه مستمر قرارردهند.
به گزارش پایگاه خبری world nuclear، در حال حاضر بیش از 430 راکتور تجاری انرژی هسته ای با ظرفیتی بالغ بر 370 هزار مگاوات در 31 کشور جهان وجود دارد و بیش از 70 راکتور دیگر در دست ساخت است.
به گزارش برخی منابع خبری، تعداد راکتورهای تجاری فعال در مورد برخی از کشورهای پیشرفته که در آژانس بین المللی انرژی اتمی ثبت شده است به شرح ذیل است:
- آمریکا ، 104 راکتور فعال و 5 راکتور در دست ساخت
- روسیه 33 راکتور فعال و 10 راکتور در دست ساخت
- فرانسه 58 راکتور فعال و یک راکتور در دست ساخت
- چین 17 راکتور فعال و 32 راکتور در حال ساخت
- آلمان 9 راکتور فعال
- کره جنوبی 23 راکتور فعال و 4 راکتور در حال ساخت
- انگلیس 16 راکتور فعال
- سوئد 10 راکتور فعال
-اوکراین 15 راکتور فعال، 2 راکتور در حال ساخت
- کانادا 19 راکتور فعال
پایگاه خبری ورلد نیوکلر می نویسد: بیش از15 درصد انرژی الکتریسیته کل جهان توسط نیروگاه های هسته ای تولید می شود که فاقد هرگونه دی اکسیدکربن هستند. علاوه براین انرژی مورد نیاز 150 کشتی و زیردریایی نیز توسط راکتور هسته ای تامین می شود.
برخی منابع خبری نیز در گزارش های متعدد آماری از میزان استفاده از نیروگاههای تجاری اتمی در تولید برق ارائه دادند.
براین اساس اکنون آمریکا حدود 20 درصد، فرانسه حدود 75 ، ژاپن بیش از 18 ، روسیه حدود 18 ، اوکراین بیش از 46 ، آلمان بیش از 16 ، انگلیس بیش از 18، سوئد افزون بر 38 ، بلژیک 51 ، اتریش بیش از 45 ، برزیل 31و اسلواکی 53 درصد از انرژی الکتریسته خود را در از نیروگاههای اتمی به دست می آورند.
فناوری هسته ای بر مبنای انرژی آزادشده از شکافت اتم های عناصر قرار دارد. این انرژی اولین بار در سال 1940 و در حین جنگ جهانی دوم با شکافت اتم ایزوتوپ های اورانیوم و پلوتونیم تولید شد.
در سال 1950، این انرژی برای مقاصد صلح آمیز، به ویژه تولید برق مورد استفاده قرار گرفت.
همانطور که گفته شد، 31 کشور جهان دارای راکتور هسته ای هستند که برخی از این راکتور ها فقط برای اهداف تحقیقاتی مورد استفاده قرار می گیرند. عموما از این راکتورهای تحقیقاتی به عنوان منبع پرتوهای نوترون برای مقاصد علمی استفاده می شود و گاهی ایزوتوپ های گوناگون تولید می شود که در صنعت و پزشکی مورد استفاده قرار می گیرد.
براساس پایگاه خبری nie.org رادیو ایزوتوپ و تابش های هسته ای در کشاورزی، صنعت، پزشکی و پژوهش کاربرد دارد.
درمرکز اتم هسته قرار دارد و الکترون ها در مدارهای خاصی به دور آن می چرخند. هسته دارای پروتون و نوترون است و تعداد پروتون های موجود در هسته تمام اتم های یک عنصر یکسان است ولی تعداد نوترون های آن می تواند متفاوت باشد.
به تعداد پروتون های اتم، عدد اتمی گفته می شود و به مجموع پروتون ها و نوترون ها عدد جرمی می گویند.
اتم های یک عنصر را که عدد اتمی یکسان و عدد جرمی متفاوت دارند، ایزوتوپ های آن عنصر می نامند.
برخی ایزوتوپ ها پایدار و برخی دیگر ناپایدار یا رادیواکتیو هستند. به ایزوتوپ های ناپایدار گاهی رادیوایزوتوپ گفته می شود.
طبیعت ناپایدار این عناصر باعث می شود که از آنها به عنوان نشانگری برای بررسی حرکت مولکول های مختلف استفاده کرد.
انرژی هسته ای کاربردهای دیگری نیز در بخش های زیربنایی جوامع دارد که از آن جمله است:
• مواد غذایی و کشاورزی/ رفع معظل گرسنگی درجهان
براساس آمار سازمان بهداشت جهانی، سالانه حدود 800 میلیون نفر در سراسر دنیا به انواع سوء تغذیه مبتلا هستند و روزانه حدود 10 ها هزار نفر بر اثر گرسنگی جان خود را از دست می دهند. با استفاده از رادیوایزوتوپ و تابش هسته ای می توان به این واقعیت تلخ خاتمه داد.
آژانس بین المللی انرژی اتمی با همکاری سازمان غذا و کشاورزی سازمان ملل متحد، از فناوری هسته ای و بیوتکنولوژی برای افزایش پایداری و ماندگاری مواد غذایی و کشاورزی استفاده کرده اند.
• مورد استفاده در انواع کود
به گزارش سازمان غذا و کشاورزی سازمان ملل ، انواع کودهایی که مورد استفاده قرار می گیرند بسیار گران قیمت هستند و اغلب به محیط زیست صدمه وارد می کنند. برخی از ایزوتوپ ها مانند فسفر 32 و نیتروژن 15 به عنوان کود مورد استفاده قرار می گیرند و استفاده از این مواد نه تنها ارزش غذایی محصولات را کاهش نمی دهند بلکه باعث باروری و افزایش ماندگاری آنان می شود.
• افزایش تنوع ژنتیکی/ اصلاح گیاهان
براساس این گزارش تابش های یونیزه در گیاهان باعث اصلاح نباتات می شود. در این راستا حدود 1800 گونه محصول توسعه یافته است.
با استفاده از این فناوری می توان گیاهان مقاوم تری در برابر باد، سیل و طوفان تولید کرد.
• کنترل حشرات آفت زا
در حال حاضر بیش از 10 درصد محصولات کشاورزی توسط حشرات از بین می رود.
استفاده از حشره کش های شیمیایی باعث صدمه به محیط زیست می شود؛ علاوه بر این بسیاری از حشرات نسبت به این آفت کش ها مقاومند.
یک راه ساده برای دفع این حشرات، استفاده از تکنولوژی حشرات استریل
( Sterile Insect Technique) است. در این روش، تعداد بسیار زیادی حشره رشد داده می شود؛ سپس به تخم های این حشرات، اشعه گاما تابانده می شود؛ به این صورت تخم ها استریل می شوند و سپس تبدیل به حشرات استریل می شوند. همین فرآیند بارها و بارها تکرار می شود تا جمعیت حشرات استریل افزایش و متناسب با آن تعداد حشرات غیر آفتی کاهش یابد.
با استفاده از این روش، بسیاری از آفات در کشورهایی از جمله شیلی، مکزیک و آرژانتین ریشه کن شده است.
تاکنون آژانس بین المللی انرژی اتمی ، سازمان غذا و کشاورزی سازمان ملل متحد و سازمان بهداشت جهانی، این پروژه را در بسیاری از کشورها اجرا کرده اند.
• حفظ مواد غذایی
حدود 30 درصد از مواد غذایی بر اثر میکروب ها فاسد می شوند. این واقعه تلخ در کشورهایی با آب و هوای گرم و مرطوب بیشتر رخ می دهد.
با استفاده از تابش اشعه می توان از فساد مواد غذایی جلوگیری کرد. استفاده از تابش برای حفظ مواد غذایی با رعایت اصول علمی توسط مقامات بهداشت تایید شده است.
با این روش می توان انواع غلات، گوشت، حبوبات، میوه ، سبزی و لبنیات را نجات داد. در این روش از سطوح بالای تابش گاما برای دفع باکتری های مضر با حفظ تمام ارزش غذایی استفاده می شود.
• کشف منابع آب شرب
با استفاده از فناوری هسته ای به راحتی می توان تمام منابع آب شرب زیرزمینی را ردیابی کرد.
یکی دیگر از مزیت های استفاده از فناوری هسته ای، امکان شناسایی نواحی نشت آب در سدها و کانال های آبیاری است. از کاربردهای این روش همچنین، اندازه گیری رطوبت خاک است بنابراین به راحتی می توان به بحران کم آبی خاتمه داد.
• پزشکی
مهمترین کاربرد فناوری هسته ای در پزشکی است. با استفاده از تابش و رادیو ایزوتوپ می توان بیماری را در مراحل اولیه تشخیص و با استفاده از همین فناوری اقدام به درمان بموقع کرد.
به گزارش سازمان بهداشت جهانی، بیش از 20 هزار بیمارستان در سراسر جهان به انواع رادیوایزوتوپ های درمانی مجهزهستند. در ایالات متحده آمریکا، سالانه حدود 20 میلیون روش پزشکی هسته ای بر ای درمان بیماران مورد استفاده قرار می گیرد. در اروپا این تعداد به 10 میلیون مورد کاهش پیدا می کند؛ یعنی ایالت متحده از این نظر بسیار غنی است.
همانطور که گفته شد یکی از مهمترین کاربردهای فناوری هسته ای، در مرحله تشخیص بیماری است. تجهیزات پیشرفته تصویربرداری، قادر به ثبت اشعه گاما ساطع شده از بدن هستند. قبل از شروع تصویربرداری مقداری از این ماده رادیوکتیو به بدن تزریق می شود.
مهمترین مزیت تصویربرداری هسته ای نسبت به اشعه ایکس این است که در روش هسته ای تمام بافت های بدن اعم از بافت نرم و سخت اسکن می شوند.
• درمان
به گزارش سازمان های تحقیقاتی، ایزوتوپ های مختلف خاصیت درمانی دارند. با استفاده از منبع کبالت 60 می توان به رشد سلول های سرطانی خاتمه داد. ید 131 برای درمان سرطان تیروئید مورد استفاده قرار می گیرد.
ایریدیم 192 برای درمان سرطان سینه موثر است. ساماریم 153 تنها راه درمان سرطان مغز استخوان محسوب می شود.
• ناباروری
علاوه براین استفاده از فناوری هسته ای یکی از موثرترین روش های ناباروری مردان است.
• کاربردهای صنعتی
• ردیاب محیط زیست
رادیوایزوتوپ ها در تشخیص و تجزیه و تحلیل آلاینده ها نیز نقش مهمی بازی می کنند. با استفاده از این فناوری می توان به طیف وسیعی از مشکلات آلودگی از جمله تشکیل مه دود و آلودگی های دی اکسید گوگرد خاتمه داد.
این روش برای جلوگیری از پراکندگی فاضلاب و نشت نفت در اقیانوس ها نیز مورد استفاده قرار می گیرد.
• پرتو نگاری
این فناوری کابرد گسترده ای در صنعت پرتو نگاری در شاخه های مختلف دارد:
• جلوگیری از خوردگی فلزات
• ردیاب صنعتی
• مطالعه نرخ جریان مواد
• اندازه گیری میزان سایش موتور
• صرفه جویی در انرژی
• کنترل اتوماتیک مواد
نکته حایز اهمیت این است که دستگاه های ایزوتوپ دارای سه مزیت بسیار بزرگ هستند:
• عملکرد آنان نیازی به حضور فیزیکی اپراتور ندارد.
• هزینه تعمیر و نگهداری آنان بسیار اندک است.
• کارایی بالایی دارند و کاملا پرسود هستند.
روی آوردن به انرژی هسته ای از زمانی آغاز شد که موضوع پایان یذیری انرژی های فسلیی مانند نفت و گاز به صورت جدی در دستور کار کشورهای صنعتی و پیشرفته قرار گرفت.
این واقعیت سبب شد که اکنون بسیاری از این کشورها از جمله آمریکا، اعضای اتحادیه اروپا، ژاپن، چین، روسیه ،استفاده از انرژی حاصل از نیروگاههای اتمی را برای رشد و توسعه زیر بناهای اقتصادی و اجتماعی خود مورد توجه مستمر قرارردهند.
به گزارش پایگاه خبری world nuclear، در حال حاضر بیش از 430 راکتور تجاری انرژی هسته ای با ظرفیتی بالغ بر 370 هزار مگاوات در 31 کشور جهان وجود دارد و بیش از 70 راکتور دیگر در دست ساخت است.
به گزارش برخی منابع خبری، تعداد راکتورهای تجاری فعال در مورد برخی از کشورهای پیشرفته که در آژانس بین المللی انرژی اتمی ثبت شده است به شرح ذیل است:
- آمریکا ، 104 راکتور فعال و 5 راکتور در دست ساخت
- روسیه 33 راکتور فعال و 10 راکتور در دست ساخت
- فرانسه 58 راکتور فعال و یک راکتور در دست ساخت
- چین 17 راکتور فعال و 32 راکتور در حال ساخت
- آلمان 9 راکتور فعال
- کره جنوبی 23 راکتور فعال و 4 راکتور در حال ساخت
- انگلیس 16 راکتور فعال
- سوئد 10 راکتور فعال
-اوکراین 15 راکتور فعال، 2 راکتور در حال ساخت
- کانادا 19 راکتور فعال
پایگاه خبری ورلد نیوکلر می نویسد: بیش از15 درصد انرژی الکتریسیته کل جهان توسط نیروگاه های هسته ای تولید می شود که فاقد هرگونه دی اکسیدکربن هستند. علاوه براین انرژی مورد نیاز 150 کشتی و زیردریایی نیز توسط راکتور هسته ای تامین می شود.
برخی منابع خبری نیز در گزارش های متعدد آماری از میزان استفاده از نیروگاههای تجاری اتمی در تولید برق ارائه دادند.
براین اساس اکنون آمریکا حدود 20 درصد، فرانسه حدود 75 ، ژاپن بیش از 18 ، روسیه حدود 18 ، اوکراین بیش از 46 ، آلمان بیش از 16 ، انگلیس بیش از 18، سوئد افزون بر 38 ، بلژیک 51 ، اتریش بیش از 45 ، برزیل 31و اسلواکی 53 درصد از انرژی الکتریسته خود را در از نیروگاههای اتمی به دست می آورند.
فناوری هسته ای بر مبنای انرژی آزادشده از شکافت اتم های عناصر قرار دارد. این انرژی اولین بار در سال 1940 و در حین جنگ جهانی دوم با شکافت اتم ایزوتوپ های اورانیوم و پلوتونیم تولید شد.
در سال 1950، این انرژی برای مقاصد صلح آمیز، به ویژه تولید برق مورد استفاده قرار گرفت.
همانطور که گفته شد، 31 کشور جهان دارای راکتور هسته ای هستند که برخی از این راکتور ها فقط برای اهداف تحقیقاتی مورد استفاده قرار می گیرند. عموما از این راکتورهای تحقیقاتی به عنوان منبع پرتوهای نوترون برای مقاصد علمی استفاده می شود و گاهی ایزوتوپ های گوناگون تولید می شود که در صنعت و پزشکی مورد استفاده قرار می گیرد.
براساس پایگاه خبری nie.org رادیو ایزوتوپ و تابش های هسته ای در کشاورزی، صنعت، پزشکی و پژوهش کاربرد دارد.
درمرکز اتم هسته قرار دارد و الکترون ها در مدارهای خاصی به دور آن می چرخند. هسته دارای پروتون و نوترون است و تعداد پروتون های موجود در هسته تمام اتم های یک عنصر یکسان است ولی تعداد نوترون های آن می تواند متفاوت باشد.
به تعداد پروتون های اتم، عدد اتمی گفته می شود و به مجموع پروتون ها و نوترون ها عدد جرمی می گویند.
اتم های یک عنصر را که عدد اتمی یکسان و عدد جرمی متفاوت دارند، ایزوتوپ های آن عنصر می نامند.
برخی ایزوتوپ ها پایدار و برخی دیگر ناپایدار یا رادیواکتیو هستند. به ایزوتوپ های ناپایدار گاهی رادیوایزوتوپ گفته می شود.
طبیعت ناپایدار این عناصر باعث می شود که از آنها به عنوان نشانگری برای بررسی حرکت مولکول های مختلف استفاده کرد.
انرژی هسته ای کاربردهای دیگری نیز در بخش های زیربنایی جوامع دارد که از آن جمله است:
• مواد غذایی و کشاورزی/ رفع معظل گرسنگی درجهان
براساس آمار سازمان بهداشت جهانی، سالانه حدود 800 میلیون نفر در سراسر دنیا به انواع سوء تغذیه مبتلا هستند و روزانه حدود 10 ها هزار نفر بر اثر گرسنگی جان خود را از دست می دهند. با استفاده از رادیوایزوتوپ و تابش هسته ای می توان به این واقعیت تلخ خاتمه داد.
آژانس بین المللی انرژی اتمی با همکاری سازمان غذا و کشاورزی سازمان ملل متحد، از فناوری هسته ای و بیوتکنولوژی برای افزایش پایداری و ماندگاری مواد غذایی و کشاورزی استفاده کرده اند.
• مورد استفاده در انواع کود
به گزارش سازمان غذا و کشاورزی سازمان ملل ، انواع کودهایی که مورد استفاده قرار می گیرند بسیار گران قیمت هستند و اغلب به محیط زیست صدمه وارد می کنند. برخی از ایزوتوپ ها مانند فسفر 32 و نیتروژن 15 به عنوان کود مورد استفاده قرار می گیرند و استفاده از این مواد نه تنها ارزش غذایی محصولات را کاهش نمی دهند بلکه باعث باروری و افزایش ماندگاری آنان می شود.
• افزایش تنوع ژنتیکی/ اصلاح گیاهان
براساس این گزارش تابش های یونیزه در گیاهان باعث اصلاح نباتات می شود. در این راستا حدود 1800 گونه محصول توسعه یافته است.
با استفاده از این فناوری می توان گیاهان مقاوم تری در برابر باد، سیل و طوفان تولید کرد.
• کنترل حشرات آفت زا
در حال حاضر بیش از 10 درصد محصولات کشاورزی توسط حشرات از بین می رود.
استفاده از حشره کش های شیمیایی باعث صدمه به محیط زیست می شود؛ علاوه بر این بسیاری از حشرات نسبت به این آفت کش ها مقاومند.
یک راه ساده برای دفع این حشرات، استفاده از تکنولوژی حشرات استریل
( Sterile Insect Technique) است. در این روش، تعداد بسیار زیادی حشره رشد داده می شود؛ سپس به تخم های این حشرات، اشعه گاما تابانده می شود؛ به این صورت تخم ها استریل می شوند و سپس تبدیل به حشرات استریل می شوند. همین فرآیند بارها و بارها تکرار می شود تا جمعیت حشرات استریل افزایش و متناسب با آن تعداد حشرات غیر آفتی کاهش یابد.
با استفاده از این روش، بسیاری از آفات در کشورهایی از جمله شیلی، مکزیک و آرژانتین ریشه کن شده است.
تاکنون آژانس بین المللی انرژی اتمی ، سازمان غذا و کشاورزی سازمان ملل متحد و سازمان بهداشت جهانی، این پروژه را در بسیاری از کشورها اجرا کرده اند.
• حفظ مواد غذایی
حدود 30 درصد از مواد غذایی بر اثر میکروب ها فاسد می شوند. این واقعه تلخ در کشورهایی با آب و هوای گرم و مرطوب بیشتر رخ می دهد.
با استفاده از تابش اشعه می توان از فساد مواد غذایی جلوگیری کرد. استفاده از تابش برای حفظ مواد غذایی با رعایت اصول علمی توسط مقامات بهداشت تایید شده است.
با این روش می توان انواع غلات، گوشت، حبوبات، میوه ، سبزی و لبنیات را نجات داد. در این روش از سطوح بالای تابش گاما برای دفع باکتری های مضر با حفظ تمام ارزش غذایی استفاده می شود.
• کشف منابع آب شرب
با استفاده از فناوری هسته ای به راحتی می توان تمام منابع آب شرب زیرزمینی را ردیابی کرد.
یکی دیگر از مزیت های استفاده از فناوری هسته ای، امکان شناسایی نواحی نشت آب در سدها و کانال های آبیاری است. از کاربردهای این روش همچنین، اندازه گیری رطوبت خاک است بنابراین به راحتی می توان به بحران کم آبی خاتمه داد.
• پزشکی
مهمترین کاربرد فناوری هسته ای در پزشکی است. با استفاده از تابش و رادیو ایزوتوپ می توان بیماری را در مراحل اولیه تشخیص و با استفاده از همین فناوری اقدام به درمان بموقع کرد.
به گزارش سازمان بهداشت جهانی، بیش از 20 هزار بیمارستان در سراسر جهان به انواع رادیوایزوتوپ های درمانی مجهزهستند. در ایالات متحده آمریکا، سالانه حدود 20 میلیون روش پزشکی هسته ای بر ای درمان بیماران مورد استفاده قرار می گیرد. در اروپا این تعداد به 10 میلیون مورد کاهش پیدا می کند؛ یعنی ایالت متحده از این نظر بسیار غنی است.
همانطور که گفته شد یکی از مهمترین کاربردهای فناوری هسته ای، در مرحله تشخیص بیماری است. تجهیزات پیشرفته تصویربرداری، قادر به ثبت اشعه گاما ساطع شده از بدن هستند. قبل از شروع تصویربرداری مقداری از این ماده رادیوکتیو به بدن تزریق می شود.
مهمترین مزیت تصویربرداری هسته ای نسبت به اشعه ایکس این است که در روش هسته ای تمام بافت های بدن اعم از بافت نرم و سخت اسکن می شوند.
• درمان
به گزارش سازمان های تحقیقاتی، ایزوتوپ های مختلف خاصیت درمانی دارند. با استفاده از منبع کبالت 60 می توان به رشد سلول های سرطانی خاتمه داد. ید 131 برای درمان سرطان تیروئید مورد استفاده قرار می گیرد.
ایریدیم 192 برای درمان سرطان سینه موثر است. ساماریم 153 تنها راه درمان سرطان مغز استخوان محسوب می شود.
• ناباروری
علاوه براین استفاده از فناوری هسته ای یکی از موثرترین روش های ناباروری مردان است.
• کاربردهای صنعتی
• ردیاب محیط زیست
رادیوایزوتوپ ها در تشخیص و تجزیه و تحلیل آلاینده ها نیز نقش مهمی بازی می کنند. با استفاده از این فناوری می توان به طیف وسیعی از مشکلات آلودگی از جمله تشکیل مه دود و آلودگی های دی اکسید گوگرد خاتمه داد.
این روش برای جلوگیری از پراکندگی فاضلاب و نشت نفت در اقیانوس ها نیز مورد استفاده قرار می گیرد.
• پرتو نگاری
این فناوری کابرد گسترده ای در صنعت پرتو نگاری در شاخه های مختلف دارد:
• جلوگیری از خوردگی فلزات
• ردیاب صنعتی
• مطالعه نرخ جریان مواد
• اندازه گیری میزان سایش موتور
• صرفه جویی در انرژی
• کنترل اتوماتیک مواد
نکته حایز اهمیت این است که دستگاه های ایزوتوپ دارای سه مزیت بسیار بزرگ هستند:
• عملکرد آنان نیازی به حضور فیزیکی اپراتور ندارد.
• هزینه تعمیر و نگهداری آنان بسیار اندک است.
• کارایی بالایی دارند و کاملا پرسود هستند.
