▐★♥★ ▐ ّآشنایی با فناوری هسته ای , چگونگی کشف و کاربردهای گوناگون آن ▐★♥★ ▐

[فاطمی*خادمه یوسف زهرا(س)*]

آشنایی با فناوری هسته ای
چگونگی کشف و کاربردهای گوناگون آن

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 .

[فاطمی*خادمه یوسف زهرا(س)*]

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 .

[فاطمی*خادمه یوسف زهرا(س)*]

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.

[فاطمی*خادمه یوسف زهرا(س)*]

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.

[فاطمی*خادمه یوسف زهرا(س)*]

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:

[فاطمی*خادمه یوسف زهرا(س)*]

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:

[فاطمی*خادمه یوسف زهرا(س)*]

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.

[فاطمی*خادمه یوسف زهرا(س)*]

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 .

[فاطمی*خادمه یوسف زهرا(س)*]

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 ....

[فاطمی*خادمه یوسف زهرا(س)*]

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 .