همه چیز درباره انرژی هسته ای
انرژی هستهای (به انگلیسی: Nuclear Energy)، انرژی گرمایی آزاد شده حاصل از شکافت اتم اورانیوم است که از آن برای تولید بخار آب و گرداندن توربینهای تولید برق استفاده میشود. اورانیوم معدنی، طی فرآیندی در تأسیسات فرآوری باید به گاز هگزافلوراید یا uf6 تبدیل شود، و سپس با تزریق به شبکهای از سانتریفیوژها غنی شده و سپس قابل استفاده است.البته فقط اورانیم نیست که با آن می توان انرژی هستهای تولید کرد.مثلاَ از پولوتونیم یا دیگر رادیواکتیو ها نیز می توان انرژی هستهای تولید نمود. این انرژی در دسته انرژیهای نیمهپاک و غیرقابل تجدید تقسیم بندی میشود. به این دلیل نیمه پاک که زباله ها و پس ماندهای آن هزاران سال در محیط زیست اقی مانده و برای سلامت موجودات زنده بسیار خطرناک هستند. با وجود این پس از مقایسه آماری بین خطرات همه انواع انرژی، انرژی هستهای جزو بهترین گزینه های موجود بشمار میآید.شما احتمالاً در كتابهاي تاريخ خواندهايد كه بمب هستهاي در جنگ جهاني دوم توسط آمريكا عليه ژاپن بكار رفت و ممكن است فيلمهايي را ديده باشيد كه در آنها بمبهاي هستهاي منفجر ميشوند. درحاليكه در اخبار ميشنويد، برخي كشورها راجع به خلع سلاح اتمي با يكديگر گفتگو ميكنند، كشورهايي مثل هند و پاكستان سلاحهاي اتمي خود را توسعه ميدهند.ما ديدهايم كه اين وسايل چه نيروي مخرب خارقالعادهاي دارند، ولي آنها واقعاً چگونه كار ميكنند؟ در اين بخش خواهيد آموخت كه بمب هستهاي چگونه توليد ميشود و پس از يك انفجار هستهاي چه اتفاقي ميافتد؟
انرژي هستهاي به 2 روش توليد ميشود:
1- شكافت هستهاي: در اين روش هسته يك اتم توسط يك نوترون به دو بخش كوچكتر تقسيم ميشود. در اين روش غالباً از عنصر اورانيوم استفاده ميشود.
2- گداخت هستهاي: در اين روش كه در سطح خورشيد هم اجرا ميشود، معمولاً هيدروژنها با برخورد به يكديگر تبديل به هليوم ميشوند و در اين تبديل، انرژي بسيار زيادي بصورت نور و گرما توليد ميشود.
طراحي بمبهاي هستهاي:
براي توليد بمب هستهاي، به يك سوخت شكافتپذير يا گداختپذير، يك وسيله راهانداز و روشي كه اجازه دهد تا قبل از اينكه بمب خاموش شود، كل سوخت شكافته يا گداخته شود نياز است.
بمبهاي اوليه با روش شكافت هستهاي و بمبهاي قويتر بعدي با روش گداخت هستهاي توليد شدند. ما در اين بخش دو نمونه از بمب هاي ساخته شده را بررسي مي كنيم:
بمب شكافت هستهاي :
1- بمب هستهاي (پسر كوچك) كه روي شهر هيروشيما و در سال 1945 منفجر شد.
2- بمب هستهاي (مرد چاق) كه روي شهر ناكازاكي و در سال 1945 منفجر شد.
بمب گداخت هستهاي : 1- بمب گداخت هستهاي كه در ايسلند بصورت آزمايشي در سال 1952 منفجر شد.
بمبهاي شكافت هستهاي:
بمبهاي شكافت هستهاي از يك عنصر شبيه اورانيوم 235 براي انفجار هستهاي استفاده ميكنند. اين عنصر از معدود عناصري است كه جهت ايجاد انرژي بمب هستهاي استفاده ميشود. اين عنصر خاصيت جالبي دارد: هرگاه يك نوترون آزاد با هسته اين عنصر برخورد كند ، هسته به سرعت نوترون را جذب ميكند و اتم به سرعت متلاشي ميشود. نوترونهاي آزاد شده از متلاشي شدن اتم ، هستههاي ديگر را متلاشي ميكنند.
زمان برخورد و متلاشي شدن اين هستهها بسيار كوتاه است (كمتر از ميلياردم ثانيه ! ) هنگامي كه يك هسته متلاشي ميشود، مقدار زيادي گرما و تشعشع گاما آزاد ميكند.
مقدار انرژي موجود در يك پوند اورانيوم معادل يك ميليون گالن بنزين است!
در طراحي بمبهاي شكافت هستهاي، اغلب از دو شيوه استفاده ميشود:
روش رها كردن گلوله:
در اين روش يك گلوله حاوي اورانيوم 235 بالاي يك گوي حاوي اورانيوم (حول دستگاه مولد نوترون) قرار دارد.
هنگامي كه اين بمب به زمين اصابت ميكند، رويدادهاي زير اتفاق ميافتد:
1- مواد منفجره پشت گلوله منفجر ميشوند و گلوله به پائين ميافتد.
2- گلوله به كره برخورد ميكند و واكنش شكافت هستهاي رخ ميدهد.
3- بمب منفجر ميشود.
در بمب هيروشيما از اين روش استفاده شده بود. نحوه انفجار اين بمب در شكل زير نمايش داده شده است:
روش انفجار از داخل:
در اين روش كه انفجار در داخل گوي صورت ميگيرد، پلونيم 239 قابل انفجار توسط يك گوي حاوي اورانيوم 238 احاطه شده است.
هنگامي كه مواد منفجره داخلي آتش گرفت رويدادهاي زير اتفاق ميافتد:
1- مواد منفجره روشن ميشوند و يك موج ضربهاي ايجاد ميكنند.
2- موج ضربهاي، پلوتونيم را به داخل كره ميفرستد.
3- هسته مركزي منفجر ميشود و واكنش شكافت هستهاي رخ ميدهد.
4- بمب منفجر ميشود.
بمبي كه در ناكازاكي منفجر شد، از اين شيوه استفاده كرده بود. نحوه انفجار اين بمب، در شكل زير نمايش داده شده است.
بمب گداخت هستهاي: بمبهاي شكافت هستهاي، چندان قوي نبودند!
بمبهاي گداخت هستهاي ، بمب هاي حرارتي هم ناميده ميشوند و در ضمن بازدهي و قدرت تخريب بيشتري هم دارند. دوتريوم و تريتيوم كه سوخت اين نوع بمب به شمار ميروند، هردو به شكل گاز هستند و بنابراين امكان ذخيرهسازي آنها مشكل است. اين عناصر بايد در دماي بالا، تحت فشار زياد قرار گيرند تا عمل همجوشي هستهاي در آنها صورت بگيرد. در اين شيوه ايجاد يك انفجار شكافت هستهاي در داخل، حرارت و فشار زيادي توليد ميكند و انفجار گداخت هستهاي شكل ميگيرد.در طراحي بمبي كه در ايسلند بصورت آزمايشي منفجر شد، از اين شيوه استفاده شده بود. در شكل زير نحوه انفجار نمايش داده شده است.
اثر بمبهاي هستهاي:
انفجار يك بمب هستهاي روي يك شهر پرجمعيت خسارات وسيعي به بار مي آورد . درجه خسارت به فاصله از مركز انفجار بمب كه كانون انفجار ناميده ميشود بستگي دارد.
زيانهاي ناشي از انفجار بمب هستهاي عبارتند از :
- موج شديد گرما كه همه چيز را ميسوزاند.
- فشار موج ضربهاي كه ساختمانها و تاسيسات را كاملاً تخريب ميكند.
- تشعشعات راديواكتيويته كه باعث سرطان ميشود.
- بارش راديواكتيو (ابري از ذرات راديواكتيو كه بصورت غبار و توده سنگهاي متراكم به زمين برميگردد)
دركانون زلزله، همهچيز تحت دماي 300 ميليون درجه سانتيگراد تبخير ميشود! در خارج از كانون زلزله، اغلب تلفات به خاطر سوزش ايجادشده توسط گرماست و بخاطر فشار حاصل از موج انفجار ساختمانها و تاسيسات خراب ميشوند. در بلندمدت، ابرهاي راديواكتيو توسط باد در مناطق دور ريزش ميكند و باعث آلوده شدن موجودات، آب و محيط زندگي ميشود.
دانشمندان با بررسي اثرات مواد راديواكتيو روي بازماندگان بمباران ناكازاكي و هيروشيما دريافتند كه اين مواد باعث: ايجاد تهوع، آبمرواريد چشم، ريزش مو و كمشدن توليد خون در بدن ميشود. در موارد حادتر، مواد راديواكتيو باعث ايجاد سرطان و نازايي هم ميشوند. سلاحهاي اتمي داراي نيروي مخرب باورنكردني هستند، به همين دليل دولتها سعي دارند تا بر دستيابي صحيح به اين تكنولوژي نظارت داشته باشند تا ديگر اتفاقي بدتر از انفجارهاي ناكازاكي و هيروشيما رخ ندهد.
|
تاريخچه بمب اتم هانري بكرل نخستين كسي بود كه متوجه پرتودهي عجيب سنگ معدن اورانيم گرديدبس ازان در سال 1909 ميلادي ارنست رادرفوردهسته اتم را كشف كردوي همچنين نشان دادكه پرتوهاي راديواكتيودر ميدان مغناطيسي به سه دسته تقيسيم مي شود( پرتوهاي الفا وبتا وگاما)بعدها دانشمندان دريافتند كه منشاء اين پرتوها درون هسته اتم اورانيم مي باشد زيرا كه هر فروپاشي هسته اورانيم0 ميتوانست تا 200 مگاولت انرژي ازاد كند وبديهي بود اگر هسته هاي بيشتري فرو پاشيده مي شد انرژي فراواني حاصل مي گرديد. بعدها فيزيكدانان ديگري نيز در اين محدوده به تحقيق مي پرداختند يكي ازانان انريكو فرمي بود( 1954 - 1901) كه بخاطر تحقيقاتش در سال 1938 موفق به دريافت جايزه نوبل گرديد. |
|
|
چرخه سوخت هسته ای: از استخراج اورانيوم تا توليد انرژی
مجموع جرم اتمهای کوچکتری که از تجزيه اتم اورانيوم بدست می آيد از کل جرم اوليه اين اتم کمتر است و اين بدان معناست که مقداری از جرم اوليه که ظاهرا ناپديد شده در واقع به انرژی تبديل شده است، و اين انرژی با استفاده از رابطه E=MC۲ يعنی رابطه جرم و انرژی که آلبرت اينشتين نخستين بار آنرا کشف کرد قابل محاسبه است.اورانيوم به صورت دو ايزوتوپ مختلف در طبيعت يافت ميشود. يعنی اورانيوم U۲۳۵ يا U۲۳۸ که هر دو دارای تعداد پروتون يکسانی بوده و تنها تفاوتشان در سه نوترون اضافه ای است که در هسته U۲۳۸ وجود دارد. اعداد ۲۳۵ و ۲۳۸ بيانگر مجموع تعداد پروتونها و نوترونها در هسته هر کدام از اين دو ايزوتوپ است کشورهای اصلی توليد کننده اورانيوم استرالياچين کانادا قزاقستان ناميبيانيجرروسيه ازبکستان فراوری: سنگ معدن اورانيوم بعد از استخراج، در آسيابهائی خرد و به گردی نرم تبديل ميشود. گرد بدست آمده سپس در يک فرايند شيميائی به ماده جامد زرد رنگی تبديل ميشود که به کيک زرد موسوم است. کيک زرد دارای خاصيت راديو اکتيويته است و ۶۰ تا ۷۰ درصد آنرا اورانيوم تشکيل ميدهد. دانشمندان هسته ای برای دست يابی هرچه بيشتر به ايزوتوپ نادر U۲۳۵ که در توليد انرژی هسته ای نقشی کليدی دارد، از روشی موسوم به غنی سازی استفاده می کنند. برای اين کار، دانشمندان ابتدا کيک زرد را طی فرايندی شيميائی به ماده جامدی به نام هگزافلوئوريد اورانيوم تبديل ميکنند که بعد از حرارت داده شدن در دمای حدود ۶۴ درجه سانتيگراد به گاز تبديل ميشود.
راديو اکتيويته است و ۶۰ تا ۷۰ درصد آنرا اورانيوم تشکيل ميدهد غنی سازی: هدف از غنی سازی توليد اورانيومی است که دارای درصد بالايی از ايزوتوپ U۲۳۵ باشد يکی از روشهای معمول غنی سازی استفاده از دستگاههای سانتريفوژ گاز است. سانتريفوژ از اتاقکی سيلندری شکل تشکيل شده که با سرعت بسيار زياد حول محور خود می چرخد. هنگامی که گاز هگزا فلوئوريد اورانيوم به داخل اين سيلندر دميده شود نيروی گريز از مرکز ناشی از چرخش آن باعث ميشود که مولکولهای سبکتری که حاوی اورانيوم ۲۳۵ است در مرکز سيلندر متمرکز شوند و مولکولهای سنگينتری که حاوی اورانيوم ۲۳۸ هستند در پايين سيلندر انباشته شوند.
آنچه که پس از جدا سازی اورانيوم ۲۳۵ باقی ميماند به نام اورانيوم خالی يا فقير شده شناخته ميشود که اساسا از اورانيوم ۲۳۸ تشکيل يافته است. اورانيوم خالی فلز بسيار سنگينی است که اندکی خاصيت راديو اکتيويته دارد و از آن برای ساخت گلوله های توپ ضد زره پوش و اجزای برخی جنگ افزار های ديگر از جمله منعکس کننده نوترونی در بمب اتمی استفاده ميشود يک شيوه ديگر غنی سازی روشی موسوم به ديفيوژن يا روش انتشاری است در نتيجه اين کار مولکولهای سبکتر حاوی اورانيوم ۲۳۵ با سرعت بيشتری در اين ستونها منتشر شده و تفکيک ميشوند. اين روش غنی سازی نيز بايد مانند روش سانتريفوژ بارها و باره تکرار شود. راکتور هسته ای: راکتور هسته ای وسيله ايست که در آن فرايند شکافت هسته ای بصورت کنترل شده انجام ميگيرد. انرژی حرارتی بدست آمده از اين طريق را می توان برای بخار کردن آب و به گردش درآوردن توربين های بخار ژنراتورهای الکتريکی مورد استفاده قرار داد. در بسياری از نيروگاهها برای جلوگيری از گرم شدن بسته های سوخت در داخل راکتور، اين بسته ها را داخل آب سرد فرو می برند. در نيروگاههای ديگر برای خنک نگه داشتن هسته راکتور ، يعنی جائی که فرايند شکافت هسته ای در آن رخ ميدهد ، از فلز مايع (سديم) يا گاز دی
اکسيدکربن استفاده می شود.
1- هسته راکتور2-پمپ خنک کننده3- ميله های سوخت4- مولد بخار5- هدايت بخارهداخل توربين مولد برق برای توليد انرژی گرمائی از طريق فرايند شکافت هسته ای ، اورانيومی که در هسته راکتور قرار داده ميشود بايد از جرم بحرانی بيشتر (فوق بحرانی) باشد. يعنی اورانيوم مورد استفاده بايد به حدی غنی شده باشد که امکان آغاز يک واکنش زنجيره ای مداوم وجود داشته باشد. برای تنظيم و کنترل فرايند شکافت هسته ای در يک راکتور از ميله های کنترلی که معمولا از جنس کادميوم است استفاده ميشود. اين ميله ها با جذب نوترونهای آزاد در داخل راکتور از تسريع واکنشهای زنجيره ای جلوگيری ميکند. زيرا با کاهش تعداد نوترونها ، تعداد واکنشهای زنجيره ای نيز کاهش ميابد. حدودا ۴۰۰ نيروگاه هسته ای در سرتاسر جهان فعال هستند که تقريبا ۱۷ درصد کل برق مصرفی در جهان را تامين ميکنند. از جمله کاربردهای ديگر راکتورهای هسته ای، توليد نيروی محرکه لازم برای جابجايی ناوها و زيردريايی های اتمی است. 2- بازفراوری: 3- برای بازيافت اورانيوم از سوخت هسته ای مصرف شده در راکتور از عمليات شيميايی موسوم به بازفراوری استفاده ميشود. در اين عمليات، ابتدا پوسته فلزی ميله های سوخت مصرف شده را جدا ميسازند و سپس آنها را در داخل اسيد نيتريک داغ حل ميکنند. راکتورهای نظامی اين کار را بطور بسيار موثرتری انجام ميدهند. راکتور و تاسيسات باز فراوری مورد نياز برای توليد پلوتونيوم را ميتوان بطور پنهانی در داخل ساختمانهای معمولی جاسازی کرد. به همين دليل، توليد پلوتونيوم به اين طريق، برای هر کشوری که بخواهد بطور مخفيانه تسليحات اتمی توليد کند گزينه جذابی خواهد بود بمب پلوتونيومی: استفاده از پلوتونيوم به جای اورانيوم در ساخت بمب اتمی مزايای بسياری دارد. تنها چهار کيلوگرم پلوتونيوم برای ساخت بمب اتمی با قدرت انفجار ۲۰ کيلو تن کافی است. در عين حال با تاسيسات بازفراوری نسبتا کوچکی ميتوان چيزی حدود ۱۲ کيلوگرم پلوتونيوم در سال توليد کرد. بمب پلوتونيومی
بمب اورانيومی: هدف طراحان بمبهای اتمی ايجاد يک جرم فوق بحرانی ( از اورانيوم يا پلوتونيوم) است که بتواند طی يک واکنش زنجيره ای مداوم و کنترل نشده، مقادير متنابهی انرژی حرارتی آزاد کند |
مصارف صلح آمیز انرژی هسته ای
کاربردهای دیگر فیزیک هسته ای1- برای کشف مطلبی اگر احتیاج به تجزیه و تحلیل موادی باشد که هیچ گونه امکان کنترلی روی آن نیست چه کاری میتوان انجام داد؟ مثلاً اگر بخواهیم مقداری خاک کفش مشخص مظنونی یا موی سر یک انسان و یا نفت خام یک کشتی را که مقداری از کالای خود را بطور غیر قانونی در جای دیگر فروخته است تجزیه و تحلیل نمایید، چه کاری میتوانیم بکنیم؟ البته میتوان از روش شیمیایی استفاده کرد؛ اما روش سریع و مطمئن تری هم وجود دارد. نمونه ای از ماده ای را که نیاز به تجزیه دارد برداشته و آن را با ایزوتوپ رادیواکتیو مخلوط میکنیم، نمونه رادیواکتیو شده را در یک راکتور تحقیقاتی به وسیله نوترون بمباران میکنیم. با جذب نوترون نمونه پایدار شده و اتم های جسم مورد آزمایش نیز رادیواکتیو میشوند و تابش میکنند. مقدار تابش برای هر عنصر متفاوت است. بنابراین اگر ده عنصر مختلف در نمونه داشته باشیم، ده نوع تابش مختلف نیز خواهیم داشت. از روی این تابشها میتوان نوع و میزان عناصر تشکیل دهنده نمونه را مشخص کرد. از این روش میتوان برای ردیابی آلودگی هوا و هم چنین آلودگی دریا توسط نفت کشها استفاده کرد. با آزمایش 40 نوع نفت مختلف که در نقاط مختلف جهان استخراج میشوند دانشمندان به این نتیجه رسیدند که در تمام مواد نفتی هفت نوع عنصر مشترک وجود دارد. اما مقدار آنها در نفتی که در یک نقطه استخراج میشود با نفت نقطه دیگر دنیا متفاوت است.هنگامی که مواد نفتی در جایی مشاهده میشوند نمونه ای از آن به آزمایشگاه برده شده و در معرض تابش نوترونی قرار میگیرد و به این ترتیب عناصر مختلف آن و مقدار آنها مشخص میشود. و میتوان به طور دقیق اعلام کرد که کدام کشتی مسئول آلوده سازی بوده است.یک روش ساده و سریع، برای تجزیه هوای آلوده نیز وجود دارد. ابتدا وسیله صافی هایی آلودگی هوا گرفته میشود. و سپس به وسیله همان روشی که در بالا توضیح داده شده نوع و مقدار عناصر زیان آور موجود درا آن مشخص میشود. با تهیه نقشه های برای آلودگی هوا مشابه نقشه های تغییرات جوی، میتوان پیش گویی هایی در مورد آلودگی هوا انجام داد و اقدامات لازم را در رابطه با پاکیزه نگه داشتن هوا انجام داد.2- یکی دیگر از کاربردهای تابش های هسته ای تصویر برداری است. همانطور که میدانید برای تصویر برداری از اجسام تیره ( کدر ) مثل بدن انسان از اشعه ایکس استفاده میشود. حالا اگر از اشعه ای پرانرژی تر از اشعه X استفاده کنیم، قابلیت نفوذ در عمق بیشتری را دارد و به این ترتیب از اجسام ضخیم تر نیز میتوان عکس برداری کرد. اشعه گاما خیلی از اشعه X قوی تر است و میتواند در فلزات و اجسام تیره به قطر چند اینچ نفوذ کند و این امکان را برای مهندسین فراهم کند تا داخل ماشین آلات را ببینند.
3- ردیابی ایزوتوپ رادیواکتیو را تقریباً در تمام مراحل تأسیسات صنعتی پتروشیمی میتوان مشاهده نمود. هنگام کشف و استخراج نفت، دانشمندان میله های رادیواکتیو را داخل چاههای آزمایشی فرو برده، سپس میزان انتشار تشعشع رادیواکتیو را در طبقات مختلف اندازه میگیرند زمین شناسان میزان بازتاب اشعه رادیواکتیو را ثبت نموده و یک تصویر واضح و دقیق از طبقات زیرین جهت حفاری بیشتر برای رسیدن به نفت در آن منطقه یا متوقف کردن کار به دست میآورند، در تأسیسات تصفیه و پالایش از ردیابی های ایزوتوپ های رادیواکتیو جهت دنبال کردن مواد پتروشیمی و آماده سازی آنها در قسمتهای مختلف استفاده میشود. در مرحله نهایی محصولات مواد نفتی تصفیه شده جهت تعیین درجه خالص بودن آنها با استفاده از ایزوتوپهای رادیواکتیو آزمایش میشوند در هنگام انتقال مواد نفتی در فاصله های زیاد، چون شرکتهای مختلف نفتی از لوله های نفت مشترک استفاده میکنند ردیابی ایزوتوپی مختلف جهت علامت گذاری ابتدای انتقال هر محموله نفتی
کاربردهای انرژی هسته ای
دید کلی:
انرژی هسته ای کاربرداری زیاد 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 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 جدامی کند 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
آنچه باید بدانیم:
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 گونهای 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.