دنیای شگفت انگیز فناوری

 انرژی هسته ای چیست ؟ 

انرژی هسته ای انرژی گرمایی آزاد شده حاصل از شکافت اتم اورانیوم است که از آن برای تولید بخار آب و گرداندن توربین های تولید برق استفاده می شود . اورانیوم معدنی طی فرایندی در تأسیسات فرآوری باید به گاز هگزافلوراید یا uf6 تبدیل شود و سپس با تزریق به شبکه ای ازسانتر یفیوژها غنی شده وسپس قابل استفاده است . البته فقط اورانیوم نیست که با آن می توان انرژی هسته ای تولید کرد ، مثلا از پولوتونیم یا دیگر رادیو اکتیوها نیز می توان انرژی هسته ای تولید نمود ، این انرژی در دسته انرژی های نیمه پاک و غیر قابل تجدید تقسیم بندی می شود . به این دلیل نیمه پاک که زباله ها و پس مانده های آن هزاران سال در محیط زیست باقی مانده و برای سلامت موجودات زنده بسیار خطرناک هستند ، با وجود این پس از مقایسه آماری بین خطرات همه انواع انرژی ، انرژی هسته ای جزو بهترین گزینه های موجود به شمار می آید .لازم به ذکر است انرژی هسته ای به تمامی انرژی های دیگر قابل تبدیل است ولی هیچ انرژی به انرژی هسته ای تبدیل نمی شود . 

* تعریف فنآوری هسته ای : 

فن آوری هسته ای عبارت است از توانایی تبدیل اورانیوم طبیعی که در طبیعت وجود دارد ، از طریق شکاف اتم به اورانیوم غنی شده که دارای انرژی بسیار است ، در مقطع کنونی حدود ده کشور در دنیا این دانش را در اختیار دارند . 

* چگونگی کشف انرژی هسته ای : 

حدود سه قرن قبل از میلاد مسیح ، دانشمندی یونانی به نام (دموکریت) با مطالعه برروی اشیای پیرامونش ، به این نتیجه رسید که اشیا ء به رغم شکل ظاهری متفاوتی که دارند از ذرات بسیار ریزو غیر قابل تجزیه ای تشکیل شده اند ،وی اسم این ذرات را«اتم » نهاد که درزبان یونانی به معنی «نشکن»است. دوهزارسال بعداز دموکریت دانشمندی انگلیسی به نام «جان دالتون»به این نتیجه رسید که اتم هم قابل تجزیه و شکستن است.این نظریه باقی ماند تادرسال 1927 میلادی دانشمند آمریکایی _آلمانی الاصل به نام آلبرت اینشتین فرمول(me-e) را مطرح کرد و ثابت نمود که «اگراتم شکافته شود انرژی عظیمی ایجاد می شود» 

کشف انرژی هسته ای ،یکی از مهمترین و اثرگذارترین کشفیات بشر در طول تاریخ بود .امانکته ای که تقریبا از همان آغاز نگرانی عمیقی را در سطح جهان پدید آورد ،قدرت تخریب فوق العاده انرژی هسته ای بود که خیلی زود توسط «ابن هایمر»شاگرد انیشتین به اجرا درآمدو آمریکایی ها برای نخستین بار به طورکاملا سری در صحرای «نوادا»انفجار هسته ای را آزمایش کردند. 

* چگونگی انفجار هسته ای : 

بمب های اتمی ،شامل نیروهای قو ی و ضعیفی اند که این نیروها هسته یک اتم به ویژه اتم هایی که هسته های ناپایداری دارند را درجای خود نگه می دارند. اساسا دو شیوه بنیادی برای آزاد سازی انرژی یک اتم وجود دارد: 

1-شکاف هسته ای:می توان هسته یک اتم را با یک نوترون به دو جزء کوچک تر تقسیم کرد این همان شیوه ای است که درمورد ایزوتوپ های اورانیوم (اورانیوم 235 و 233)به کار می رود . 

2-همجوشی هسته ای:می توان با استفاده از دواتم کوچکتر که معمولا هیدروژهیا هیدروژن (مانند دوتریوم و تریتیوم)هستند یک اتم بزرگ مثل هلیو یا ایزوتوپ های آن را تشکیل داد.این همان شیوه ای است که در خورشید برای تولید انرژی به کار می رود. فرایند هر دو شیوه دست یافتن به میزان عظیمی از انرژِ ی گرمایی و تشعشع است. 

* کاربردهای انرژی هسته ای: 

انرژی هسته ای دارای کاربردهای فراوان است .در یک تقسیم بندی کلی می توان کاربردهای انرژی هسته ای را در دو بخش نظامی و غیر نظامی قرار داد.با این ملاحظه که پیشرفت در فناوری هسته ای ،پیشرفت دررشته های علمی مرتبط با این فناوری را به دنبال دارد.بنابراین پیشرفت در این رشته به معنای پیشرفت در علوم مرتبط دیگراست. جمهوری اسلامی ایران درطول سالیان اخیر همواره تأکید براستفاده صلح آمیز از انرژی هسته ای داشته و مسئولین عالی نظام بارها اعلام کرده اند که سلاح های هسته ای و بمب های اتم در دکترین د فاعی کشورجایی ندارد ،آمریکاییها قریب دو دهه است که جمهوری اسلامی ایران را متهم به تلاش جهت دستیابی به سلاح های اتمی می کنند و مقصد نهایی ایران در فعالیت های هسته ای را دسترسی به سلاح اتمی اعلام می دارند. نقش فناوری هسته ای در توسعه کشور بسیار ضرور ی است ، انرژی هسته ای در موارد زیر کاربرد صلح جویانه دارد: 

* کاربردهای صلح آمیزانرژی هسته ای : 

1-کاربرد انرژی هسته ای در تولید برق: 

استفاده ازعلوم و فنون هسته ای در تولید برق از طریق نیروگاه اتمی از اهمیت بالایی برخوردار است ،جمهوری اسلامی ایران نیز با توجه به پایان پذیر بودن منابع فسیلی و روند روبه رشد توسعه اجتماعی و اقتصاد کشور،استفاده از انرژی هسته ای برای تولید برق را امری ضروری و لازم میدانند و ساخت چند نیروگاه اتمی ر ا از جمله سیاست های اصلی خود قرار داده است. 

دغدغه اصلی جهان عادت کرده به مصرف انرژی ، دردودهه آینده تولید انرژی است و ساخت نیروگاه برق تنها راه خروج از بحران انرژی در دهه های آینده است .نیروگاه برق اتمی اقتصادی ترین نیروگاهی است که امروز در دنیا احداث می شود . با یک نگاه به روند رو به رشد کشورمان ،ایران در بیست سال آینده به هفت هزار مگاوات برق در سال نیاز دارد که نیروگاه اتمی بوشهر 1000 مگاوات برق را تامین می کند و احداث نیروگاه های دیگر برای رفع این نیاز ضروری است. گفتنی است برای تولید این میزان برق ،حدود 190 میلیون بشکه نفت خام مصرف می شود که در صورت تامین از طریق انرژی هسته ای سالیانه پنج میلیارد دلار صرفه جویی خواهد شد.علاوه بر صرفه اقتصادی دلایل زیر استفاده از انرژی هسته ای را ضروری می نماید: 

الف -منابع فسیلی محدود بوده و متعلق به نسل های آینده است. 

ب-استفاده از نفت خام در صنایع تبدیلی پتروشیمی ارزش بیشتری دارد. 

ج-تولید برق از طریق نیروگاه های اتمی ،آلودگی نیروگاه های کنونی را ندارند .تولید هفت هزار مگاوات با مصرف 190 میلیون بشکه نفت خام ،157 هزار تن دی اکسیدکربن ،150 تن ذرات معلق درهوا،130 تن گوگرد و 50 تن اکسید نیتروژن را در محیط زیست پراکنده می کند ،درحالی که نیروگاه اتمی چنین آلودگی را ندارند. دلایل دیگری هم برای استفاده از نیروگاههای اتمی برای تولید برق وجود دارد که از مهمترین آنها می توان به پاکیزه بودن این روش، فاقد تولیدگاز گلخانه ای و دیگر آلاینده های زیست محیطی اشاره کرد. اهمیت این موضوع زمانی دوچندان می شود که بدانیم سوخت های فسیلی همچون زغال سنگ،مقدار قابل توجهی از آلاینده هامانند ترکیبات کربن و گوگرد را وارد محیط زیست می کنند که برای سلامت انسان زیانبار است . از سوی دیگر با توجه به افزایش مصرف برق و پایان پذیر بودن منابع سوخت فسیلی به نظر می رسد استفاده از انرژی هسته ای بهترین گزینه موجود باشد. به همین دلایل است که کشورهای پیشرفته صنعتی تاسیس نیروگاه های برق اتمی را در اولویت برنامه های خود قرار داده اند . امروزه نیروگاه های برق هسته ای حدود 17 درصد از کل الکتریسته جهان را تولید میکند ، اما برخی از کشورها بیش از این مقداربه نیروی برق تولید شده در نیروگاه هسته ای متکی هستند.برای مثال فرانسه حدود 75 در صداز کل الکتریسته موردنیاز خود را از طریق نیروگاه برق هسته ای تامین می کند. 

درحال حاضر 4 درصد نیروگاه برق هسته ای در دنیا فعال است که بیش از 100 مورد آن به آمریکا تعلق دارد .جالب اینکه شرکت های خصوصی این کشور که درچندسال گذشته از نیروگاه های هسته ای برق تولید می کردند بیش از 80 میلیارد دلار سود کرده اند .استفاده از انرژی هسته ای مقدمه ای برای استفاده از دیگر منابع تولید انرژی دردست مطالعه مانند «جوش هسته ای»است. 

2-کاربرد انرژی اتمی در پزشکی و اموربهداشتی : 

دانش هسته ای با دانش پزشکی پیوستگی ناگسستنی دارد به گونه ای که علم پزشکی بدون دانش هسته ای تعریف نشده است.درکشورهای پیشرفته صنعتی از این فناوری در علوم پزشکی استفاده می شود. درحال حاضر علاوه بر استفاده از انرژی اتمی در اشعه ایکس و کاربرد آن در دستگاههای رادیوگرافی و عکسبرداری در کشورمان درمان بیماریهای سرطان بارادیو داروها انجام می شود . به طور کلی درپزشکی هسته ای ازمواد رادیو ایزوتوپ برای شناسایی و تشخیص و درمان بیماری ها در سطح سلولی و مولکولی استفاده می شود . پزشکی هسته ای با شناسایی ید 131 در غده تیروئید متولد شد و به تدریج مواد رادیو ایزوتوپ جدیدی به این شاخه مهم دانش پزشکی راه یافت .رادیو ایزوتوپ به تنهایی در ترکیب با مولکول های آلی و معدنی دیگر،وارد سلول های بدن می شود که می توان آن را ردیابی کرد.درپزشکی هسته ای از زباله های هسته ای راکتورهای هسته ای مواد رادیو اکتیو ی استخراج می شود که در تشخیص و درمان بیماری های مختلف به کار می رود. سرطان شناسی و درمان سرطان ، فقط یکی از کاربردهای انرژی هسته ای در پرشکی هسته ای است . تشخیص سریع مراکز عفونی در بدن ، تصویر گری بیماری های قلبی ، اشخیص عفونت ها والتهاب مفصلی ، آمبولی و لخته های وریدی ، کاربردهای فراوانی در صنایع خونی ، تشخیص کم خونی یا سندرم اختلال در جذب و یتامین 12-b و جداسازی فلزات سنگین از گیاهان دریایی ازجمله مواردی است که می توان بدان اشاره نمود . بطور خلاصه موارد ذیل از مصادیق تکنیک های هسته ای در علم پرشکی است : 

الف ): تهیه و تولید کیت های رادیو دارویی جهت مراکز پزشکی هسته ای . 

ب): تهیه و تولید دارو جهت بیماری تیروئید و درمان آنها . 

ج): تهیه و تولید کیت های هرمونی . 

د): تشخیص و درمان سرطان پروستات . 

ه ): تشخیص سرطان های کولون ، روده کوچک و برخی سرطان های سینه . 

و): تشخیص محل تومورهای سرطانی و بررسی تومورهای مغزی ، سینه و ناراحتی های وریدی . 

ح): موارد دیگری چون تشخیص کم خونی ، کنترل رادیو داروهای خوراکی ، تزریقی و .... 

3- کاربرد انرژی هسته ای در بخش دامپزشکی و دامپروری : 

تکنیک های هسته ای در حوزه دامپزشکی موارد مصرفی چون تشخیص و درمان بیماری دامی ، تولید مثل دام ، تغذیه دام ، اصلاح نژاد ، بهداشت و ایمن سازی محصولات دامی و خوراک دام را دارد . 

4_ کاربرد انرژی هسته ای در دسترسی به منابع آب : 

تکنیک های هسته ای برای شناسایی حوزه های آب زیرزمینی ، هدایت آب های سطحی و زیر زمینی ، کشف و کنترل نشت و ایمنی سدها مورد استفاده قرار می گیرد . برای شیرین کردن آبهای شور نیز این انرژی کاربرد دارد . 

5_ کاربرد انرژی هسته ای در بخش صنایع غذایی و کشاورزی : 

از انرژی هسته ای در حوزه کشاورزی و صنایع غذایی استفاده های بسیارفراوانی صورت می گیرد ، موارد عمده استفاده در این بخش عبارتست از : 

الف ): جلو گیری از جوانه زدن محصولات غذایی . 

ب ): کنترل و از بین بردن حشرات . 

ج): به تأخیر انداختن زمان رسیدن محصولات . 

د): افزایش زمان نگهداری محصولات کشاورزی . 

ه): کاهش میزان آلودگی میکروبی . 

و): از بین بردن ویروس های گیاهی و غذایی . 

ز): طرح باردهی و جهش گیاهانی چون گندم ، برنج و پنبه . 

6_ کاربرد انرژی هسته ای در بخش صنعت : 

برای تولید چشمه های پرتو زایی جهت مصارف صنعتی ، تولید چشمه های ایریدیم برای کاربردهای صنعتی و بررسی جوشگاری در لوله های نفت و گاز از انرژی هسته ای استفاده می گردد ، همچنین برای ساخت انواع سیستم سطح سنجی ، ضخامت سنجی ، دانسیته سنجی و اندازه گیری خاکستر زغال سنگ و بررسی کوره های مذاب شیشه سازی و نشت یابی در لوله های انتقال استفاده می شود . 

7_ کاربرد تکنیک هسته ای در شناسایی مین های ضد نفر : 

تکنیک های هسته ای برای کشف مین های ضد نفر نیز کاربرد دارد . هرروز بر دامنه استفاده از انرژی هسته ای افزوده می گردد . فناوری هسته ای در بخشهای مختلف به گونه ای است که اگر کشوری فناوری هسته ای را بومی و نهادینه نماید در بسیاری از حوزه های علمی و صنعتی ارتقاء جایگاه پیدا می کند و مسیر توسعه را با سرعت طی می نماید . 

* آشنایی با چند اصطلاح : 

* اورانیوم : فلز نسبتا نرم و قابل کششی است که در دمای بالابه آسانی در هوا و آب اکسید میشود ، نقطه ذوب آن 1133 درجه سانتی گراد است ، به اورانیوم زمانی که از معدن استخراج می شود اورانیوم طبیعی گفته می شود . 

* فناوری هسته ای : توانایی تبدیل اورانیوم طبیعی که در طبیعت وجود دارد از طریق شکافت اتم ها به اورانیوم غنی شده که دارای انرژی بسیار زیاد است . 

* پلو تونیوم : فلزی است که درهوای مرطوب بسیار فعال است . پلوتونیوم پرتوزا سمی و ماده اصلی سلاح های هسته ای است . از این رو برای سلامتی بسیار خطر ناک است بویژه اگر به صورت گرد و غبار در هوا وجود داشته باشد که از طریق تنفس وارد ریه ها می شود . 

* کیک زرد : کنستانتره ( غلیظ کردن و عصاره ) سنگ اورانیوم . 

* گاز هگزا فلوراید اورانیوم 6 uf ، گاز تترافلوراید اورانیوم 4 uf واکسید اورانیوم 2 uo سه نوع گازی است که در غنی سازی اورانیوم مورد استفاده قرار می گیرد . 

* سانتر یفیوژ : نام دستگاه های گریز از مرکز که در غنی سازی اورانیوم مورد استفاده قرار ی گیرند و انواع مختلفی دارد ، از جمله در دستگاه های 1p و 2p . 

* رآکتور اتمی : یک کوره تولید انرژی است که به جای این که در آن زغال سنگ ، مازوت یا گاز طبیعی به صورت سوخت مصرف گردد از اورانیوم به صورت سوخت اولیه استفاده می شود . 

* لزوم ایستادگی در استفاده از انرژی و فناوری هسته ای : شکی نیست که اگر کشور ما امروز از فناوری هسته ای چشم پوشی کند در آینده که فرآیندهای هسته ای حرف اول تأمین انرژی جهان را خواهد زد ، فرسنگ ها از دانش های نوین و تأمین انرژی در عرصه جهانی فاصله خواهد گرفت و از آنجا که در سال های اخیر مصرف سوخت در کشور ما به بیش از سه برابر افزایش یافته است پیش بینی گردیده که در ظرف 30 الی 40 سال آینده اگر وارد کننده نفت نباشیم صادر کننده آن نیز نخواهیم بود . به این ترتیب اگر کشور ما امروز از انرژی هسته ای بهره مند نشود فردا نخواهد توانست انرژی مورد نیاز خود را تأمین نماید و هرکشوری که نتواند انرژی مورد نیاز خود را تأمین کند کشوری شکست خورده خواهد بود گه استقلال و عزت دینی و ملی خود را به پای کشورهای پیشرفته مولد انرژی قربانی خواهد کرد . بر این اساس دستیابی به انرژی هسته ای برای کشور ما امری حیاتی است و همانگونه که مقام معظم رهبری فرمودند ما از انرژی و فناوری هسته ای دست نخواهیم کشید ، چرا که پیشرفت کشور در تمام زمینه های علمی یک حلقه بهم پیوسته است و در آینده دانش هسته ای کانون توسعه علمی و پیشرفت شگرف کشورها را رقم خواهد زد و ما نباید از کاروان حرکت علمی جهان عقب بمانیم . 

* برنامه انرژی هسته ای ایران در گذشته و حال : در سال 1353 که مصرف برق کشور حدود 3500 مکاوات و جمعیت کشور حدود 30 میلیون و درآمد نفت حدود 22 میلیارد دلار بود جهت یک برنامه توسعه بیست ساله 2000 مگاوات برق پیش بینی کرده بودند که مورد حمایت کامل آمریکا بود ، اکنون که مصرف برق کشور حدود سی هزار مگاوات و جمعیت کشور بیش از دو برابر و درآمد نفت تنها حدود 24 میلیارد دلار و برنامه توسعه انرژی هسته ای کشور در یک دوره بیست ساله 7000 مگاوات می باشد ، برای راه اندازی نخستین نیروگاه یک هزار مگاواتی با مخالفت جدی آمریکا مواجه هستیم . این مخالفت آمریکا چیزی جز مخالفت با دانش هسته ای ایران ( که به گفته البرادعی در رتبه دهم جهان قرار دارد ) و نیز مخالفت با پیشرفت علمی کشور نیست و اتهام سعی در ساخت سلاح های هسته ای و تبلیغات گسترده جهانی در این زمینه صرفا برای جلو گیری از توسعه علمی و پیشرفت کشور و عقب نگه داشتن ایران اسلامی از دانش روز می باشد ، بنابراین داشتن انرژی هسته ای برای پیشرفت ما امری ضروری است و به فرموده مقام معظم رهبری ( مسئله انرژی هسته ای پیشرفت بزرگی است که جز با استقامت بدست نمی آید 000) 



 منبع : محمد حسن پوررمضانی و محمدرضا غیلیان