استفاده از انرژی هسته ای، یکی از اقتصادی ترین شیوه ها در دنیای صنعتی است و گستره عظیمی از کاربردهای مختلف، شامل تولید برق هسته ای، تشخیص و درمان بسیاری از بیماریها، کشاورزی و دامداری، کشف منابع آب و ... را در بر می گیرد.
انرژی هسته ای در مجموع، مانند یکی از انرژی های موجود در جهان مثل انرژی بادی، آبی، گاز و نفت و ... است، اما در مقایسه با آنها جزو انرژی های پایان ناپذیر شمرده می شود، که از نظر میزان تولید انرژی پاسخگوی نیازهای بشر خواهد بود. یعنی انرژی حاصل از تبدیل ماده به انرژی برابر است با جرم ماده ضرب در سرعت نور به توان 2 که نشان دهنده انرژی زیاد حاصل از تبدیل مقدار کمی ماده به انرژی است.
انرژی هسته ای کاربردهای متعددی دارد که در یک تقسیم بندی کلی میتوان آن را به نظامی و غیرنظامی یا صلح جویانه تقسیم کرد. تولید برق، یکی از نیازهای روزمره و فوق العاده تأثیر گذار بر زندگی مردم است که اگر با صرفه اقتصادی بیشتر و آلودگی هرچه کمتر زیست محیطی همراه باشد به یقین خواهد توانست در اقتصاد کشور نقش بسزایی ایفا کند. انرژی هسته ای که از این دو شاخصه مهم برخوردار است، می تواند در این زمینه به کمک نیروگاه ها آمده و جهان را از بحران محدودیت منابع فسیلی رهایی بخشد. به همین دلیل، نیروگاه برق اتمی، اقتصادی ترین نیروگاهی است که امروزه در دنیا احداث می شود.
یکی از روشهای تشخیصی و درمانی ارزشمند در طب، پزشکی هسته ای است که در آن از ایزوتوپهای رادیو اکتیو (رادیو ایزوتوپ) برای پیشگیری، تشخیص و درمان بیماریها استفاده می شود. گفتنی است از رادیو ایزوتوپ ها 60 سال است که برای شناسایی و درمان بیماریها استفاده می شود. با کشف شیوه های درمانی بیشتر و پیشرفت این راهها استفاده از رادیو ایزوتوپ هم گسترده تر شده است.
پرتودهی مواد غذایی، عبارت است از قرار دادن ماده غذایی در مقابل مقدار مشخصی پرتو گاما، به منظور جلوگیری از جوانه زنی بعضی محصولات غذایی مانند پیاز و سیب زمینی و همچنین کنترل آفات انباری، کاهش بار میکربی و قارچی بعضی از محصولات مانند زعفران و ادویه و تأخیر در رسیدن بعضی میوه ها به منظور افزایش زمان نگهداری آنها ..... در بخش کودها مطالعات مربوط به تغذیه گیاهی نیز از این روش استفاده می شود مانند نحوه جذب کودها و عناصر و ... .
با استفاده از تکنیک پرتوتابی هسته ای می توان تغییرات ژنتیکی مورد نظر را برای اصلاح محصول در توده های گیاهی به کار برد. برای نمونه کشور پاکستان که بیابان های وسیع و زمین های بایر فراوانی دارد، از راه کشاورزی هسته ای، ارقام پرمحصولی از گیاهان را در همین مناطق پرورش داده است.
نقش تکنیک های هسته ای در پیشگیری، کنترل و تشخیص بیماریهای دامی، نقش تکنیک های هسته ای در تولید مثل دام، نقش تکنیک های هسته ای در تغذیه دام، نقش تکنیک های هسته ای در اصلاح نژاد دام، نقش تکنیک های هسته ای در بهداشت و ایمنی محصولات دامی و خوراک دام.
کاربرد تکنیک های هسته ای در مدیریت منابع آب همان بهبود دسترسی به منابع آب جهان، یکی از زمینه های بسیار مهم توسعه شناخته شده است. بیش از یک ششم جمعیت جهان در مناطقی زندگی می کنند که دسترسی مناسب به آب آشامیدنی بهداشتی ندارند. تکنیک های هسته ای برای شناسایی حوزه های آبخیز زیرزمینی، هدایت آبهای سطحی و زیرزمینی، کشف و کنترل آلودگی و کنترل نشت و ایمنی سدها به کار می رود. از این تکنیک ها، برای شیرین کردن آب شور و آب دریا نیز استفاده می شود.
نمونه هایی برای طرح کاربرد انرژی هسته ای در بخش صنعت عبارتند از: تهیه و تولید چشمه های پرتوزایی کبالت برای مصارف صنعتی، تولید چشمه های ایریدیم برای کاربردهای صنعتی و بررسی جوشکاری در لوله های نفت و گاز، تولید چشمه های پرتوزا برای کاربردهای مختلف در علوم و صنعت از قبیل طراحی و ساخت انواع سیستم های هسته ای برای کاربردهای صنعتی مانند سیستم های سطح سنجی، ضخامت سنجی، چگالی سنجی و نظایر آن، اندازه گیری زغال سنگ، بررسی کوره های مذاب شیشه سازی برای تعیین اشکالات آنها، نشت یابی در لوله های انتقال نفت با استفاده از تکنیک هسته ای و ... .
انرژی هسته ای و کاربرد آن در کشاورزی
در تامین غذا برای چنین جمعیت در حال رشدی، کشت گیاهان زراعتی گندم(گیاه تک لپه) و لوبیا (گیاه دو لپه) به دلیل دارابودن ارزش غذایی بالا اهمیت ویژه أی پید کرده است.
● اثر مقادیر مختلف پرتو گاما بر روی رشد و نمو گیاه تک لپه گندم و دو لپه لوبیا
افزایش روز افزون جمعیت بشری یکی از معضلات دنیای متمدن امروزی است که خود مشکلات جدیدی از جمله کمبود مواد غذایی در اکثر نقاط جهان و بخصوص کشورهای در حال توسعه به همراه داشته است.
در تامین غذا برای چنین جمعیت در حال رشدی، کشت گیاهان زراعتی گندم(گیاه تک لپه) و لوبیا (گیاه دو لپه) به دلیل دارابودن ارزش غذایی بالا اهمیت ویژه أی پید کرده است. در این تحقیق با استفاده از تیمار بذرهای گندم(رقم مهدوی) و لوبیا (رقم لوبیا سفید دانشکده) و مقادیر مختلف پرتو گاما (صفر، ۵۰، ۱۰۰، ۱۵۰، ۲۰۰، ۲۵۰، ۳۰۰، ۳۵۰، ۴۰۰ گری) تغییرات مورفولوژیکی و برخی از پارمترهای رشد (ارتفاع گیاه، سطح برگ، تعداد برگ، وزن تر و خشک اندام هوایی، وزن خاکستر اندام هوایی، مقدار خاکستر اندام هوایی، خاکستر اندام هوایی، مقدار فسفر و پتاسیم گیاه، تعداد سنبله و تعداد دانه در هر گیاه، وزن دانه، درصد جوانه زنی و رشد بذر) مطالعه گردید. برای هر تیمار مذکور سه تکرار در نظر گرفته شد و در هر تکرار(هرگلدان) پانزده بذر کاشته شد. قبل از اعمال هر تیمار بذرها به دو گروه خشک و مرطوب تقسیم بندی شدند. میزان رطوبت در بذرهای گندم بین ۱۴-۱۲ درصد و در لوبیا بین ۵/۱۳-۱۳ درصد در نظر گرفته شد. شرایط کاشت و آبیاری در هر یک از ارقام مورد آزمایش یکسان در نظر گرفته شد.
پس از رشد گیاهان نسل والد و تولید خوشه (در گندم) و لگوم(در لوبیا) بذرهای حاصل از آنها بدون اینکه عملیات پرتوتابی راپشت سر بگذارند، در شرایطی همانند والدین کاشته شدند. در گیاهان نسل M۱ نیز تغییرات مورفولوژیکی و برخی از پارامترهای رشد بررسی گردید.
در تمام صفات مورد مطالعه با افزایش مقدار پر تو، پارامترهای رشد کاهش می یابد. به نظر می رسد که در مقادیر بالا پرتو شدت نقص های کروموزومی و فیزیولوژیکی بیشتر شده باشد. از جمله تغییرات مورفولوژیکی در گندم باریک شدن برگها و کوتاه شدن میانگره ها رامی توان ذکر کرد که در مقادیر ۱۵۰ و ۳۰۰ گری پرتو گاما در نسلهای M و M۱مشاهده می شود. این تغییرات در گیاهان حاصل از بذرهای مرطوب لوبیا به صورت تقسیم لپه به سه یا چهار قسمت با اندازه نامساوی، تغییر شکل برگی، رشد نامتعادل پهنک و کلروز برگی در مقادیر ۲۵۰ تا ۳۰۰ گری در گیاهان حاصل از بذرهای خشک در مقادیر ۵۰ گری پرتو گاما نمایان است.
مطالعه پارامترهای رشد در گیاهان نسل M گندم و لوبیا نشان می دهد که مقادیر ۱۰۰ و ۱۵۰ گری پرتو گاما موجب افزایش عملکرد گیاه می گردد. مطالعه پارامترهای رشد در گیاهان M۱ و مقایسه آن با نسل M نشان داد که از نظر درصد رشد، سطح برگ، تعداد برگ تفاوتی بین نسلها وجود ندارد. در حالیکه ارتفاع گیاهان حاصل از بذرهای مرطوب در نسل M در مقادیر بالاتر از ۱۵۰ گری و در نسل M۱ در مقادیر بالاتر از ۲۰۰ گری کاهش معنی داری راو نسبت به شاهد نشان می دهد. همچنین وزن تر اندام هوایی در گیاهان حاصل از بذرهای مرطوب در نسل M در مقادیر ۲۰۰ گری و در نسل M۱در مقادیر ۱۰۰ و ۲۰۰ گری افزایش معنی داری در مقایسه با شاهد نشان می دهد.
وزن خشک اندام هوایی در گیاهان نسل M۱ در مقایسه با نسل M کاهش داشت ولی در مقدار ۳۰۰ گری پرتو گاما استثنائاً افزایش چشمگیری رانشان داد . به نظر می رسد که وقوع موتاسیون چنین تغییری راموجب شده است. البته اثبات صحت و یا سقم فرضیه فوق نیاز به مطالعات بیشتر در نسلهای بعدی دارد، مقایسه نتایج حاصل از گیاهان نسل M و M۱ لوبیا نشان می دهد که در دو نسل درصد رشد، سطح برگ، ارتفاع گیاه و وزن خشک از یک روند مشابهی تبعیت می کند. در گیاهان نسل M وزن تر اندام هوایی در مقادیر بالاتر از ۱۵۰ گری کاهش معنی داری در مقایسه با شاهد دارد در حالیکه در مقادیر ۵۰ تا ۱۵۰ گری تعداد برگ نسبت به شاهد افزایش معنی داری رادارد.
در حالیکه در نسل M۱ وزن تر اندام هوایی در مقادیر بالاتر از ۱۰۰ گری کاهش معنی داری نسبت به شاهد داشته در حالیکه تعداد برگ در مقدار مذکور افزایش معنی داری رادر مقایسه با شاهد.
کاربردهای انرژی هسته ای
انرژی هسته ای کاربردهای زیادی در پزشکی در علوم و صنعت و کشاورزی و... دارد. لازم به ذکر است انرژی هسته ای به تمامی انرژی های دیگر قابل تبدیل است .
انرژی هسته ای کاربردهای زیادی در پزشکی در علوم و صنعت و کشاورزی و... دارد. 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 .
موارد زیادی از کاربردهای انرژی هسته ای در زیر آورده می شود .
▪ نیروگاه هسته ای:
نیروگاه هسته ای (Nuclear Power Station) یک نیروگاه الکتریکی که از انرژی تولیدی شکست هسته اتم اورانیوم یا پلوتونیم استفاده می کند. اولین جایگاه از این نوع در ۲۷ ژوئن سال ۱۹۵۸ در شوروی سابق ساخته شد. که قدرت آن ۵۰۰۰ کیلو وات است. چون شکست سوخت هسته ای اساساً گرما تولید می کند از گرمای تولید شده رآکتور های هسته ای برای تولید بخار استفاده می شود از بخار تولید شده برای به حرکت در آوردن توربین ها و ژنراتور ها که نهایتاً برای تولید برق استفاده می شود .
▪ بمب های هسته ای:
این نوع بمب ها تا حالا قویترین بمبهای و مخربترین های جهان محسوب می شود. دارندگان این نوع بمبهاجزو قدرت های هسته ای جهان محسوب می شود .
▪ پیل برق هسته ای Nuclear Electric battery:
پیل هسته ای یا اتمی دستگاه تبدیل کننده انرژی اتمی به جریان برق مستقیم است ساده ترین پیل ها شامل دو صفحه است. یک پخش کننده بتای خالص مثل استرنیوم ۹۰ و یک هادی مثل سیلسیوم.
جریان الکترون های سریعی که بوسیله استرنیوم منتشر می شود ازمیان نیم هادی عبور کرده و در حین عبور تعداد زیادی الکترون اضافی را از نیم هادی جدامی کند که در هر حال صدها هزار مرتبه زیادتر از جریان الکتریکی حاصل از ایزوتوپ رادیواکتیو استرنیوم ۹۰ می باشد .
▪ کاربردهای پزشکی:
در پزشکی تشعشعات هسته ای کاربردهای زیادی دارند که اهم آنها عبارتند از:
ـ رادیو گرافی
ـ گامااسکن
ـ استرلیزه کردن هسته ای و میکروب زدایی وسایل پزشکی با پرتو های
ـ هسته ای
ـ رادیو بیولوژی
ـ عکس رادیو گرافی
▪ کاربردهای کشاورزی:
تشعشعات هسته ای کاربرد های زیادی در کشاورزی دارد که مهم ترین آنها عبارتست از:
ـ موتاسیون(جهش) هسته ای ژن ها در کشاورزی
ـ کنترل حشرات با تشعشعات هسته ای
ـ جلوگیری از جوانه زدن سیب زمینی با اشعه گاما
ـ انبار کردن میوه ها
ـ دیرینه شناسی (باستان شناسی) و صخره شناسی (زمین شناسی) که عمر یابی صخره ها با C۱۴ در باستان شناسی خیلی مشهور است.
▪ کاربردهای صنعتی:
در صنعت کاربردها ی زیادی دارد از جمله مهمترین آنها عبارتند از:
ـ نشت یابی با اشعه
ـ دبی سنجی پرتویی
ـ (سنجش شدت تشعشعات ، نور و فیزیک امواج)
ـ سنجش پرتویی میزان سائیدگی قطعات در حین کار
ـ سنجش پرتویی میزان خوردگی قطعات
ـ چگالی سنج موادمعدنی با اشعه
ـ کشف عناصر نایاب در معادن
نیروگاه هسته ای:
نیروگاه هسته ای (Nuclear Power Station) یک نیروگاه الکتریکی که از انرژی تولیدی شکست هسته اتم اورانیوم یا پلوتونیم استفاده می کند. اولین جایگاه از این نوع در 27 ژوئن سال 1958 در شوروی سابق ساخته شد. که قدرت آن 5000 کیلو وات است. چون شکست سوخت هسته ای اساساً گرما تولید می کند از گرمای تولید شده رآکتور های هسته ای برای تولید بخار استفاده می شود از بخار تولید شده برای به حرکت در آوردن توربین ها و ژنراتور ها که نهایتاً برای تولید برق استفاده می شود .
بمب های هسته ای:
این نوع بمب ها تا حالا قویترین بمبهای و مخربترین های جهان محسوب می شود. دارندگان این نوع بمبهاجزو قدرت های هسته ای جهان محسوب می شود .
پیل برق هسته ای Nuelear Electric battery:
پیل هسته ای یا اتمی دستگاه تبدیل کننده انرژی اتمی به جریان برق مستقیم است ساده ترین پیل ها شامل دو صفحه است. یک پخش کننده بتای خالص مثل استرنیوم 90 و یک هادی مثل سیلسیوم.
جریان الکترون های سریعی که بوسیله استرنیوم منتشر می شود ازمیان نیم هادی عبور کرده و در حین عبور تعداد زیادی الکترون ها اضافی را از نیم هادی جدا می‌کند که در هر حال صدها هزار مرتبه زیادتر از جریان الکتریکی حاصل از ایزوتوپ رادیواکتیو استرنیوم 90 می باشد .
کاربردهای پزشکی:
در پزشکی تشعشعات هسته ای کاربردهای زیادی دارند که اهم آنها عبارتند از:
• رادیو گرافی
• گامااسکن
• استرلیزه کردن هسته ای و میکروب زدایی وسایل پزشکی با پرتو های هسته ای
• رادیو بیولوژی
کاربرد انرژی هسته ای در بخش دامپزشکی و دامپروری :
تکنیکهای هسته ای در حوزه دامپزشکی موارد مصرفی چون تشخیص و درمان بیماریهای دامی ، تولید مثل دام ، اصلاح نژاد و دام ، تغذیه ، بهداشت و ایمن سازی محصولات دامی و خوراک دام دارد.
کاربرد انرژی هسته ای در دسترسی به منابع آب :
تکنیکهای هسته ای برای شناسایی حوزه های آب زیر زمینی هدایت آبهای سطحی و زیر زمینی ، کشف و کنترل نشت و ایمنی سدها مورد استفاده قرار میگیرد. در شیرین کردن آبهای شور نیز انرژی هستهای کاربرد دارد.
کاربردهای کشاورزی:
تشعشعات هسته ای کاربرد های زیادی در کشاورزی دارد که مهم ترین آنها عبارتست از:
• موتاسیون هسته ای ژن ها در کشاورزی
• کنترل حشرات با تشعشعات هسته ای
• جلوگیری از جوانه زدن سیب زمینی با اشعه گاما
• انبار کردن میوه ها
• دیرینه شناسی )باستان شناسی) و صخره شناسی )زمین شناسی) که عمر یابی صخره ها با C14 در باستان شناسی خیلی مشهور است.
کاربردهای صنعتی:
در صنعت کاربردها ی زیادی دارد از جمله مهمترین آنها عبارتند از:
• نشت یابی 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
• کشف عناصر نایاب در معادن
تکنیکهای هسته ای بر کشف مینهای ضد نفر نیز کاربرد دارد. بنابرین ، دانش هسته ای با این قدرت و وسعتی که دارد، هر روز بر دامنه استفاده از فناوری هسته ای و بویژه انرژی هسته ای افزوده می شود. کاربرد انرژی در بخشهای مختلف به گونه ای است که اگر کشوری فناوری هسته ای را نهادینه نماید، در بسیاری از حوزه‌های علمی و صنعتی ، ارتقای پیدا می کند و مسیر توسعه را با سرعت طی می نماید.
انرژی هسته ای در پزشکی هسته ای و امور بهداشتی:
در کشورهای پیشرفته صنعتی ، از انرژی هسته ای به صورت گسترده در پزشکی استفاده می گردد. با توجه به شیوع برخی از بیماریها از جمله سرطان ، ضرورت تقویت طب هسته ای در کشورهای در حال توسعه ، هر روز بیشتر می شود. موارد زیر از مصادیق تکنیکهای هسته ای در علم پزشکی است:
تهیه و تولید کیتهای رادیو دارویی جهت مراکز پزشکی هسته ای
تهیه و تولید رادیو دارویی جهت تشخیص بیماری تیرویید و درمان آنها
تهیه و تولید کیتهای هورمونی
تشخیص و درمان سرطان پروستات
تشخیص سرطان کولون ، روده کوچک و برخی سرطانهای سینه
تشخیص تومورهای سرطانی و بررسی تومورهای مغزی ، سینه و ناراحتی وریدی
تصویر برداری بیماریهای قلبی ، تشخیص عفونتها و التهاب مفصلی ، آمبولی و لختههای وریدی
موارد دیگری چون تشخیص کم خونی ، کنترل رادیو داروهای خوراکی و تزریقی و ...
کاربرد انرژی هسته ای در تولید برق :
یکی از مهم ترین موارد استفاده صلح آمیز از انرژی هسته ای ، تولید برق از طریق نیروگاههای اتمی است. با توم به پایان پذیر بودن منابع فسیلی و روند رو به رشد توسعه اجتماعی و اقتصادی ، استفاده از انرژی هسته ای برای تولید برق را امری ضروری و لازم می دانند و ساخت چند نیروگاه اتمی را دنبال مینماید.
ایران هر ساله حدودا به هفت هزار مگاوات برق در سال نیاز دارد. نیروگاه اتمی بوشهر 1000 مگاوات برق را در صورت راه اندازی تامین می نماید. و احداث نیروگاههای دیگر برای رفع این نیازی ضروری است. برای تولید میزان برق حدود 190 میلیون بشکه نفت خام مصرف می شود. که در صورت تامین از طریق انرژی هسته ای سالیانه 5 میلیارد دلار صرفه جویی خواهد شد.
برتری انرژی هسته ای بر سایر انرژیها:
علاوه بر صرفه اقتصادی دلایل زیر استفاده از انرژی هسته ای را ضروری مینماید. منابع فسیلی محدود بوده و متعلق به نسلهای آتی میباشد. استفاده از نفت خام در صنایع تبدیل پتروشیمی ارزش بیشتری دارد. تولید برق از طریق نیروگاه اتمی ، آلودگی نیروگاههای کنونی را ندارد. تولید هفت هزار مگاوات با مصرف 190 میلیون شبکه نفت خام ، هزارتن دیاکسید کربن ، 150 تن ذرات معلق در هوا ، 130 تن گوگرد و 50 تن اکسید نیتروژن را در محیط زیست پراکنده می کند، در حالی که نیروگاه اتمی چنین آلودگی را ندارد.
کاربردهای صلح آمیز انرژی هسته ای
بی شک ایران نیز همانند کشورهای در حال توسعه برای رقابتی نمودن محصولات صنعتی خود در بازارهای جهانی و کسب سهم عادلانه از عواید محصولات صنعتی در منطقه مجبور به بکارگیری تکنیک های هسته ای بخش صنعت و صنایع مختلف است
با شروع کار تحقیقات هسته ای در ایران، بار دیگر رسانه های غربی با جنجال آفرینی، در تلاش اند که در تصمیم و عزم کشورمان مبنی بر تاسیس نیروگاههای هسته ای برای مصارف صلح آمیز، شک و شبهه وارد سازند. این در حالی است که ایران اسلامی با تعیین خطوط قرمز برای برنامه های صلح آمیز هسته ای، عزم و اراده راسخ خود را برای دستیابی به تکنولوژی هسته ای و نیز غنی سازی اورانیوم در داخل ثابت نموده است. انرژی هسته ای به صورت صلح جویانه موارد مصرف گوناگونی دارد و بر عکس گفته کشورهای غربی قصد ایران دستیابی به سلاح هسته ای نبوده و نیست. ایران همانند کشورهای در حال توسعه از پیگیری تحقیقات هسته ای اهداف زیر را دنبال می کند.
۱ _ بخش پزشکی و بهداشتی:
بر طبق آمارهای سازمان بهداشت جهانی میزان افراد سرطانی در کشورهای در حال توسعه تا سال ۲۰۱۵ هر سال ۱۰ میلیون نفر افزایش می یابد. این در حالی است که شیوه های زندگی در حال تغییر است. اکثر کشورهای در حال توسعه دارای متخصصین کافی در این زمینه با دستگاههای پرتونگاری نمی باشند تا بتوانند به طور موثر و ایمن با بیماران سرطانی خود تعامل کنند. همچنین از تکنیک های هسته ای در ساخت داروهای هسته ای نیز استفاده می شود و در طول سال گذشته آژانس بین المللی انرژی اتمی (IAEA) ۵ دوره آزمایش فقط در آسیای غربی در این خصوص برگزار نمود. به طور کلی می توان موارد ذیل را به عنوان مصادیق کاربرد تکنیک های هسته ای در حوزه پزشکی نام برد.
- تشخیص و پیگیری درمان سرطان پروستات.
- تهیه و تولید کیت های هورمونی.
- تشخیص سرطانهای کولون، روده کوچک و برخی سرطان های سینه.
۲ _ کاربرد انرژی اتمی در بخش دامپزشکی و دامپروری
در این حوزه هم می توان از مصادیق ذیل نام برد:
- کاربرد تکنیک های هسته ای در تغذیه دام.
- استفاده از تکنیک های هسته ای در تولید مثل دام.
۳ _ کاربرد تکنیک های هسته ای در مدیریت منابع آب
از آنجا که ایران در منطقه خشک و کم باران قرار گرفته است و مناطق مختلف آن به دلیل کمبود آب با مشکلات جدی مواجه است و حتی برخی مناطق نیز امکان دسترسی مناسب به آب آشامیدنی بهداشتی را نیز ندارند، لذا بکارگیری تکنیک های هسته ای، برای شناسایی حوزه های آب خیز زیرزمینی، آب های سطحی و زیرزمینی، کشف و کنترل آلودگی نشت و ایمنی ها امر حیاتی است. از سوی دیگر با توجه به اینکه ایران بیشترین مرز آبی را در میان کشورهای حوزه خلیج فارس دارد با استفاده از فن آوری هسته ای می تواند ضمن رفع نیاز مناطق جنوبی خود به آب شیرین، به عمده ترین کشور منطقه، برای صادرات آب شیرین به کشورهای حوزه خلیج فارس تبدیل گردد.
۴ _ کاربرد انرژی هسته ای در بخش صنایع غذایی و کشاورزی
ایران برای رهایی از اقتصاد تک محصولی و کاهش میزان وابستگی به درآمدهای نفتی مجبور است که با استفاده از تکنیک های نوین به توسعه هر چه بیشتر بخش کشاورزی به عنوان بخش درآمدزا اقدام کند. این در حالی است که ایران با داشتن زمین های حاصلخیز و چهار فصل بودن آن می تواند با رشد و توسعه در بخش کشاورزی علاوه بر تامین نیازهای داخلی، به یکی از عمده ترین صادرکنندگان محصولات کشاورزی در منطقه تبدیل گردد.
در این حوزه نیز می توان مصادیق ذیل را نام برد:
- جلوگیری از جوانه زدن محصولات غذایی.
- افزایش زمان نگه داری.
- کاهش میزان آلودگی میکروبی.
- از بین بردن ویروس ها.
- طرح بررسی و جهش گیاهانی چون گندم و برنج و پنبه.
۵ _ کاربرد انرژی اتمی در بخش صنایع.
بی شک ایران نیز همانند کشورهای در حال توسعه برای رقابتی نمودن محصولات صنعتی خود در بازارهای جهانی و کسب سهم عادلانه از عواید محصولات صنعتی در منطقه مجبور به بکارگیری تکنیک های هسته ای بخش صنعت و صنایع مختلف است. در این حوزه هم، می توان از مصادیق ذیل نام برد:
- طراحی و ساخت انواع سیستم های هسته ای جهت کاربردهای صنعتی مانند سیستم های سطح سنجی، ضخامت.
- اندازه گیری خاکستری زغال سنگ.
- بررسی کوره های مذاب شیشه سازی جهت تعیین اشکالات آنها.
نشت یابی در لوله های انتقال نفت با استفاده از تکنیک هسته ای.
۶ _ کاربرد انرژی اتمی در تولید الکتریسیته.
یکی از اهداف مهم و اصلی جمهوری اسلامی ایران از بکارگیری فن آوری صلح هسته ای در بخش انرژی، تولید برق هسته ای است.
جمهوری اسلامی ایران با توجه به ملاحظات ذیل می تواند صرفا به خاطر داشتن منابع عظیم نفت و گاز تنها متکی به تامین انرژی خود از میان سوخت های فسیلی باشد.
- این منابع محدود بوده و متعلق به نسل های آینده کشور نیز می باشد، لذا استفاده بی رویه از آنها مجاز نیست.
- استفاده از این منابع در صنایع تبدیلی نظیر پتروشیمی به مراتب انرژی بیشتری برای کشور در پی دارند.
- دولت یارانه های پنهان زیادی بابت مصرف سوخت در داخل کشور می پردازد که هزینه های تولید و توزیع این فرآورده های سوختی تامین نمی گردد.
- کشور تا حدود زیادی ملزم به اجرا و اعمال قوانین زیست محیطی در جهت بقای کره زمین و محیط زیست آن نیز می باشد.
مجموعه دلایل مذکور اتکای سیستم عرضه انرژی کشور به سوخت های فسیلی را غیرمنطقی ساخته و استفاده کشور از تکنولوژیهای جدید را اجتناب ناپذیر کرده است.
کاربرد غیر نظامی فناوری هستهای
فعالیت بخش‌هایی از مرکز تحقیقات و تولید سوخت هستهای اصفهان (یو.سی.اف) که ۹ماه پیش در پی جوسازی‌های بیگانگان در مورد فعالیت‌های صلح آمیز هستهای ایران به حالت تعلیق درآمده بود، امروز با حضور بازرسان آژانس بین المللی برای تولید محصولات اورانیومی آغاز شد.
غربی‌ها از دو سال پیش، به رغم گزارش‌های متعددی که آژانس بین‌المللی انرژی اتمی در خصوص صلح آمیز بودن فعالیت‌های هستهای ایران ارایه کرده است، ایران را متهم به استفاده نظامی از فناوری هستهای کرده و در این راستا تلاش کرده‌اند تا مانع فعالیت‌های صلح آمیز هستهای ایران شوند.
اقدامات غرب در مقابل ایران در حالی صورت میگیرد که امروزه دانش و فناوری هستهای در زندگی بشر کاربردهای بسیار فراوان دارد که استفاده نظامی از آن یکی از هزاران کاربرد آن میباشد.
در این گزارش، کاربردهای علمی انرژی هستهای مورد توجه قرار گرفته است که در پی می‌آید: بطور کلی در خصوص فعالیت‌های هستهای دو دیدگاه طرح شده است. بر اساس دیدگاه اول دانش و فناوری هستهای مانند سایر دانش‌ها زمینه و امکانی در مسیر رفاه و آسایش زندگی انسان است و همگان می‌توانند از آن بهره‌مند شوند.
حامیان دیدگاه دوم که شماری از کشورهای غربی آن را پیگیری می‌کنند، عقیده دارند که دانش و فناوری هستهای باید در اختیار چند کشور محدود در جهان باشد و دیگران نیازهای خود را از این کشورها تامین کنند.
امروزه دستیابی به زوایای مختلف علوم و تکنولوژی هستهای مسالمت آمیز و ایجاد زمینه‌های کاربرد آن می‌تواند به عنوان یک شاخص پیشرفت در پایداری سیاسی ، اجتماعی و اقتصادی برای هر کشوری بشمار آید و علاوه بر این می تواند نمایانگر سطح دانش و توان بالای دانشمندان آن جامعه باشد.
در ایران سابقه آشنایی و آغاز علوم هستهای به بیش از ۴۰سال می‌رسد و با تلاش دانشمندان جوان ایرانی شاهد شکوفایی و گسترش این تکنولوژی بعد از انقلاب اسلامی در ایران هستیم.
جمهوری اسلامی ایران به عنوان یکی از کشورهای امضاکننده معاهده منع تکثیر و گسترش سلاح‌های هستهای همواره بر حق خود جهت برخورداری از دانش و فناوری هستهای مسالمت آمیز براساس موافقت نامه‌های جهانی تاکید کرده و استفاده از آن را حق مسلم خود می‌داند.
برخی کشورهای غربی و در راس آن آمریکا از زمستان ۱۳۸۲تلاش دارند تا فناوری هستهای مسالمت آمیز ایران را متوقف کنند.
باید توجه داشت که دانش و فناوری هستهای امروزه در زمینه‌های متعدد در زندگی بشر کاربرد دارد و در بین هزاران کاربرد صلح آمیز آن استفاده از آن به عنوان سلاح یکی از کاربردهای آن است که آمریکا و معدود کشورهای اروپایی برای محروم کردن تهران از این دانش تنها به احتمال و امکان کاربرد نظامی آن تاکید می‌کنند.
سیدمحمدرضا آقامیری استاد دانشگاه شهید بهشتی در این خصوص معتقد است: در ارتباط با برنامه‌های مسالمت آمیز هستهای باید به مواردی چون خاص بودن موقعیت علوم و تکنولوژی هستهای در مقایسه با سایر علوم، توانایی ایران به عنوان یک کشور مستقل برای گسترش و به کارگیری آن با تکیه بر دانشمندان جوان ایرانی و در نهایت جبران ناپذیر بودن هرگونه کوتاهی، خوشبینی و توجه نکردن به اقتدار ایجاد شده با اتکا به توان داخلی از نظر کاربرد فناوری هستهای برای کشور توجه کرد.
دانش و فناوری هستهای امروزه در زمینه‌های آموزشی، تحقیقات، تولید انرژی، پزشکی، صنعت، کشاورزی و صنایع غذایی کاربرد دارد و یکی از دیگر استفاده‌های آن نیز ساخت سلاح نظامی است.
تحقیقات نوترونی تولید در جهت توسعه رادیو ایزوتوپها، آشکارسازی، کاربرد اثرات بیولوژیکی پرتوها ( رادیو بیولوژی ) و همچنین ساخت و توسعه تجهیزات در این ارتباط از جمله موارد استفاده دانش هستهای در زمینه‌های تحقیقاتی است.
بحث نمک زدایی ( (Nuclear Disalinationهستهای یکی از دیگر مباحث مهم در ارتباط با فعالیت‌های مسالمت آمیز هستهای است که چند سال گذشته از سوی محافل علمی مختلف مطرح شده است و مطالعات زیادی در محدوده آن صورت گرفته است.
ایران یکی از کشورهایی است که می‌تواند با استفاده از این روش مشکل تامین آب بخشی از مناطق جنوبی خود را مرتفع کند.
جمهوری اسلامی ایران حتی در این زمینه پیشنهاددهنده برگزاری همایشی با عنوان نمک زدایی هستهای ( (Nuclear Desalinationبود ولی به دلایل سیاسی این کنفرانس در سال ۲۰۰۲در مراکش برگزار شد.
با توجه به موقعیت جغرافیایی جمهوری اسلامی ایران که دارای بیش از ۲ هزار کیلومتر مرز آبی در جنوب است و متاسفانه عمده این مناطق مرزی با مشکل آب شیرین روبرو هستند ، استفاده از این تکنولوژی می‌تواند نقش مهم و اساسی را در تغییر روش زندگی افراد این مناطق داشته باشد.
تامین انرژی سالم، ارزان قیمت و مطمئن به عنوان یکی از راههای رشد و شکوفایی اقتصاد هر کشوری با استفاده از دانش و فناوری هستهای است که در عصر حاضر در کشورهای پیشرفته از آن استفاده می‌شود.
امروزه با توجه به رشد و گسترش چشمگیر مصرف انرژی در جهان و محدود بودن منابع انرژیهای فسیلی و پیش بینی پایان یافتن آن درآینده، تامین انرژیهای جایگزین برای تضمین پایداری و تامین انرژی، ضروری و حیاتی است و برای توسعه پایدار در هر اقتصادی باید منابع مختلف را برای تامین انرژی در نظر گرفت.
تسلط کشورهای صنعتی بر این تکنولوژی و استفاده‌از آن به موازات سوخت‌های فسیلی این امکان را برای آنها فراهم می‌کند که با پایان رسیدن منابع فسیلی بدون بروز هر گونه نگرانی انرژیهای خود را از طریق سوخت‌های هستهای تامین کنند و در مقابل اگر کشورهای جهان سوم نتوانند در سالهای آتی به این تکنولوژی دست یابند با بحران دشواری مواجه خواهند بود.
باید توجه داشت که اکنون در خصوص تامین منابع جدید انرژی ، اقتصادی بودن و میزان آلایندگی محیط زیست آنها از محورهای اساسی است و بر اساس بررسیها میتوان نشان داد که استفاده از سوخت هستهای اقتصادی‌ترین و از لحاظ آلایندگی ، پاک‌ترین و سالم‌ترین منبع تامین انرژی است.
مطالعات نشان می‌دهد که بعضی از کشورهای مانند فرانسه نزدیک به ۸۰درصد و بلژیک تا ۵۵درصد و سوئد تا ۵۰درصد انرژی الکتریکی خود را از نیروگاهای هستهای تامین می‌کند و این روند در اکثر کشورها رو به پیشرفت و گسترش است.
اکنون بهره‌برداری ایران از انرژی هستهای در تولید الکتریسیته صفر است و با توجه به ضرورت شدید بازنگری در منابع تولید انرژی در ایران باید از هم اکنون به فکر تامین منابع مختلف انرژی بود.
با توجه به مشکلات سوخت فسیلی از جنبه‌های زیست محیطی ، غیر قابل تجدید پذیر بودن، عدم اطمینان تامین این منابع برای سالهای آینده و نوسانات ایجاد شده در قیمت تمام شده به دلیل نوسانات بازار نفت، ضرورت برنامه ریزی برای بهره‌برداری بیشتر از منابع انرژی هستهای برای تولید انرژی احساس می‌شود.
کاربرد و استفاده از فناوری و دانش هستهای و رادیوایزوتوپها در پزشکی نیز دامنه وسیع دارد و این کاربرد هم در تشخیص و هم در بخش درمان از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است.
امروزه در تشخیص بیماریها در بعد تصویر برداری و آزمایشگاهی ( پزشکی هستهای) رادیو ایزوتوپها نقش مهمی را ایفا می‌کنند و در آینده نیز این کاربرد با توجه به پیشرفت آن گسترش خواهد یافت .
در ایران استفاده از فناوری هستهای در پزشکی تشخیصی گسترش روز افزون دارد که مقایسه بین سالهای ۱۳۶۷و ۱۳۸۲افزایش تعداد اینگونه مراکز از ۲۹ مرکز به ۸۰مرکز را نشان می‌دهد.
بر اساس تحقیقات تعداد افراد مراجعه‌کننده به ازای هر یک هزار نفر ۱/۹۸ در سال ۱۹۸۹به ۸/۲در سال ۲۰۰۳رسیده است که این امر نمایانگر ۴برابر شدن استفاده از فناوری هستهای برای امور پزشکی در ۱۴سال گذشته در ایران است.
البته این میزان استفاده از انرژی هستهای در پزشکی در مقایسه با سایر کشورها گویای این نکته است که ایران در استفاده از این تکنولوژی و ارائه سرویس به بیماران نیازمند، دارای محدودیت است و این محدودیت هم در تنوع تولید رادیوایزوتوپ و هم در تجهیزات بکار گرفته شده میباشد.
ملاحظه در تعداد رادیو ایزوتوپهای مورد استفاده در ایران در مقایسه با سایر کشورها این نکته را مشخص می‌کند که ایران فقط امکان استفاده از ۴ رادیو ایزوتوپ را داراست در حالی که در کشورهای دیگر حدود ۱۰رادیوایزوتوپ مورد استفاده قرار میگیرد.
این محدودیت در اثر قدرت سیکلو ترون مورد استفاده در مرکز تحقیقات هستهای کرج است. برای تولید رادیو ایزوتوپهای دیگر نیاز به سیکلوترون قوی تر ۱۰۰ام.ای.وی Mevاست و این کمبود باعث افزایش بیمار و همچنین از بین رفتن بعضی از ظرافتهای تصویر برداری شده است.
در پزشکی درمانی کاربرد مواد رادیو اکتیو و رادیوایزوتوپها و به طور کلی فناوری هستهای نیز نقش قابل توجهی ایفا می‌کند و این عملکرد در قالب رادیوتراپی که‌بیشتر برای بیماران سرطانی استفاده می‌شود به‌صورت رادیوتراپی (تله تراپی) درمان از راه دور ( (Radiotherapyو همچنین درمان از نزدیک ( (Brackytherapyو ید درمانی برای تیروئید و غیره است.
تعداد مراکز فعال درمانی دارای شتابدهنده خطی Linacدر کشور در حال حاضر ۱۰مرکز است و ۵مرکز نیز در حال راه‌اندازی است و تعداد مراکز مجهز به رادیوتراپی کبالت ۲۰مرکز و تعداد مراکز انجام درمان داخل حفره‌ای ۷ مرکز فعال و ۱۰مرکز در حال ساخت است.
این در حالی است که بر اساس استاندارد سازمان بهداشت جهانی ( (WHOبه ازای هر ۳۰۰هزار نفر یک مرکز رادیوتراپی نیاز است ولیکن در حال حاضر به دلیل شرایط ایجاد شده ورود شتابدهندههای خطی درمانی نیز به ایران از سوی کشورهای مختلف با توجه به تحریم آمریکا با مشکلاتی روبرو شده است و محدودیتهایی در این زمینه اعمال می‌شود.
فرمت این مقاله به صورت Word و با قابلیت ویرایش میباشد
تعداد صفحات این مقاله 32 صفحه
پس از پرداخت ، میتوانید مقاله را به صورت انلاین دانلود کنید
دانلود مقاله آشنایی با بعضی از کاربردهای انرژی هسته ای
رساله دکتری با عنوان: یک ارزیابی جدید از بعضی مسائل در لرزه شناسی مهندسی (این پایان نامه به زبان لاتین می باشد.)
