فناوري هسته اي، ضرورتي نفي ناپذير

پس از فعاليت اولين نيروگاه هسته اي در اوايل 1950 ميلادي، شايد كسي فكر نمي كرد كه اين فناوري تا اين اندازه رشد كند كه اكنون افزون بر 400 راكتور هسته اي در 31 كشور دنيا، بخش قابل توجهي از انرژي الكتريسته را توليد كنند.

روي آوردن به انرژي هسته اي از زماني آغاز شد كه موضوع پايان پذيري انرژي هاي فسيلي مانند نفت و گاز به صورت جدي در دستور كار كشورهاي صنعتي و پيشرفته قرار گرفت. در حال حاضر حدود 440 راكتور تجاري هسته اي با ظرفيتي بالغ بر 380 هزار مگاوات در 31 كشور جهان وجود دارد و بيش از 65 راكتور ديگر در دست ساخت است. اين تعداد قادر به تامين حدود 11 درصد كل انرژي الكتريسيته مورد نياز جهان، بدون انتشار هيچ گونه دي اكسيد كربني هستند.

فناوري هسته اي بر مبناي انرژي آزادشده از شكافت اتم هاي عناصر قرار دارد. اين انرژي اولين بار در سال 1940 و در حين جنگ جهاني دوم با شكافت اتم ايزوتوپ هاي اورانيوم و پلوتونيم توليد شد. در سال 1950، اين انرژي براي مقاصد صلح آميز، به ويژه توليد برق مورد استفاده قرار گرفت.

راديو ايزوتوپ و تابش هاي هسته اي در كشاورزي، صنعت، پزشكي و پژوهش كاربرد دارد.

در مركز اتم، هسته قرار دارد و الكترون ها در مدارهاي خاصي به دور آن مي چرخند. هسته داراي پروتون و نوترون است و تعداد پروتون هاي موجود در هسته تمام اتم هاي يك عنصر يكسان است ولي تعداد نوترون هاي آن مي تواند متفاوت باشد.

به تعداد پروتون هاي اتم، عدد اتمي گفته مي شود و به مجموع پروتون ها و نوترون ها عدد جرمي مي گويند.

اتم هاي يك عنصر را كه عدد اتمي يكسان و عدد جرمي متفاوت دارند، ايزوتوپ هاي آن عنصر مي نامند.

برخي ايزوتوپ ها پايدار و برخي ديگر ناپايدار يا راديواكتيو هستند. به ايزوتوپ هاي ناپايدار گاهي راديوايزوتوپ گفته مي شود.

طبيعت ناپايدار اين عناصر باعث مي شود كه از آنها به عنوان نشانگري براي بررسي حركت مولكول هاي مختلف استفاده كرد.

برخي از مهمترين كاربردهاي انرژي هسته اي عبارتند از:

*** مواد غذايي و كشاورزي/ رفع معضل گرسنگي درجهان

براساس آمار منبع خبري poverty، روزانه حدود 21 هزار نفر بر اثر گرسنگي جان خود را از دست مي دهند. با استفاده از راديوايزوتوپ و تابش هسته اي مي توان به اين واقعيت تلخ خاتمه داد. آژانس بين المللي انرژي اتمي با همكاري سازمان غذا و كشاورزي سازمان ملل متحد، از فناوري هسته اي و بيوتكنولوژي براي افزايش پايداري و ماندگاري مواد غذايي و كشاورزي استفاده كرده اند.

*** قابل استفاده در انواع كود

به گزارش سازمان غذا و كشاورزي سازمان ملل، انواع كودهايي كه مورد استفاده قرار مي گيرند بسيار گران قيمت هستند و اغلب به محيط زيست صدمه وارد مي كنند. برخي از ايزوتوپ ها مانند فسفر 32 و نيتروژن 15 به عنوان كود مورد استفاده قرار مي گيرند و استفاده از اين مواد نه تنها ارزش غذايي محصولات را كاهش نمي دهند بلكه باعث باروري و افزايش ماندگاري آنان مي شود.

*** افزايش تنوع ژنتيكي/ اصلاح گياهان

براساس اين گزارش، تابش هاي يونيزه در گياهان باعث اصلاح نباتات مي شود. در اين راستا حدود 1800 گونه محصول توسعه يافته است. با استفاده از اين فناوري مي توان گياهان مقاوم تري در برابر باد، سيل و طوفان توليد كرد.

*** كنترل حشرات آفت زا

در حال حاضر بيش از 10 درصد محصولات كشاورزي توسط حشرات از بين مي روند. استفاده از حشره كش هاي شيميايي باعث صدمه به محيط زيست مي شود؛ علاوه بر اين، بسياري از حشرات نسبت به اين آفت كش ها مقاومند. يك راه ساده براي دفع اين حشرات، استفاده از تكنولوژي حشرات استريل ( Sterile Insect Technique) است. در اين روش، تعداد بسيار زيادي حشره رشد داده مي شود؛ سپس به تخم هاي اين حشرات، اشعه گاما تابانده مي شود؛ به اين صورت تخم ها استريل مي شوند و سپس تبديل به حشرات استريل مي شوند. همين فرآيند بارها و بارها تكرار مي شود تا جمعيت حشرات استريل افزايش و متناسب با آن،تعداد حشرات غير آفتي كاهش يابد. با استفاده از اين روش، بسياري از آفات در كشورهايي از جمله شيلي، مكزيك و آرژانتين ريشه كن شده است. تاكنون آژانس بين المللي انرژي اتمي، سازمان غذا و كشاورزي سازمان ملل متحد و سازمان جهاني بهداشت، اين پروژه را در بسياري از كشورها اجرا كرده اند.

***حفظ مواد غذايي

حدود 30 درصد از مواد غذايي بر اثر انواع ميكروب فاسد مي شوند. اين واقعه تلخ در كشورهايي با آب و هواي گرم و مرطوب بيشتر رخ مي دهد. با استفاده از تابش اشعه مي توان از فساد مواد غذايي جلوگيري كرد. استفاده از تابش براي حفظ مواد غذايي با رعايت اصول علمي توسط مقامات بهداشت تاييد شده است. با اين روش مي توان انواع غلات، گوشت، حبوبات، ميوه ، سبزي و لبنيات را نجات داد. در اين روش از سطوح بالاي تابش گاما براي دفع باكتري هاي مضر با حفظ تمام ارزش غذايي استفاده مي شود.

*** كشف منابع آب شرب

با استفاده از فناوري هسته اي به راحتي مي توان تمام منابع آب شرب زيرزميني را رديابي كرد. يكي ديگر از مزيت هاي استفاده از فناوري هسته اي، امكان شناسايي نواحي نشت آب در سدها و كانال هاي آبياري است. از كاربردهاي اين روش همچنين، اندازه گيري رطوبت خاك است؛ بنابراين به راحتي مي توان به بحران كم آبي خاتمه داد.

***پزشكي

مهمترين كاربرد فناوري هسته اي در پزشكي است. با استفاده از تابش و راديو ايزوتوپ مي توان بيماري را در مراحل اوليه تشخيص و با استفاده از همين فناوري اقدام به درمان به موقع كرد.

بيش از 20 هزار بيمارستان در سراسر جهان به انواع راديوايزوتوپ هاي درماني مجهز هستند. در آمريكا، سالانه حدود 20 ميليون روش پزشكي هسته اي بر اي درمان بيماران مورد استفاده قرار مي گيرد. در اروپا اين تعداد به 10 ميليون مورد كاهش پيدا مي كند.

يكي از مهمترين كاربردهاي فناوري هسته اي، در مرحله تشخيص بيماري است. تجهيزات پيشرفته تصويربرداري، قادر به ثبت اشعه گاماي ساطع شده از بدن هستند. قبل از شروع تصويربرداري مقداري از اين ماده راديوكتيو به بدن تزريق مي شود. مهمترين مزيت تصويربرداري هسته اي نسبت به اشعه ايكس اين است كه در روش هسته اي تمام بافت هاي بدن اعم از بافت نرم و سخت اسكن مي شوند.

***درمان

به گزارش سازمان هاي تحقيقاتي، ايزوتوپ هاي مختلف خاصيت درماني دارند. با استفاده از منبع كبالت 60 مي توان به رشد سلول هاي سرطاني خاتمه داد. يد 131 براي درمان سرطان تيروئيد مورد استفاده قرار مي گيرد.

ايريديم 192 براي درمان سرطان سينه موثر است. ساماريم 153 تنها راه درمان سرطان مغز استخوان محسوب مي شود.

***ناباروري

استفاده از فناوري هسته اي يكي از موثرترين روش هاي ناباروري مردان است.

***ردياب محيط زيست

راديوايزوتوپ ها در تشخيص و تجزيه و تحليل آلاينده ها نيز نقش مهمي بازي مي كنند. با استفاده از اين فناوري مي توان به طيف وسيعي از مشكلات آلودگي از جمله تشكيل مه دود و آلودگي هاي دي اكسيد گوگرد خاتمه داد. اين روش براي جلوگيري از پراكندگي فاضلاب و نشت نفت در اقيانوس ها نيز مورد استفاده قرار مي گيرد.

*** پرتو نگاري

اين فناوري كابرد گسترده اي در صنعت پرت نگاري در شاخه هاي مختلف دارد:

• جلوگيري از خوردگي فلزات

• ردياب صنعتي

• مطالعه نرخ جريان مواد

• اندازه گيري ميزان سايش موتور

• صرفه جويي در انرژي

• كنترل اتوماتيك مواد

نكته حايز اهميت اين است كه دستگاه هاي ايزوتوپ داراي سه مزيت بسيار بزرگ هستند:

• عملكرد آنان نيازي به حضور فيزيكي اپراتور ندارد.

• هزينه تعمير و نگهداري آنان بسيار اندك است.

• كارايي بالايي دارند و كاملا پرسود هستند.

منبع: ایرنا

تماشاخانه

داستان غم‌انگیز کودکی در غزه : «می‌خواهم روی پای مادرم بخوابم» / خبرنگار او را در شرایطی عجیبی پیدا کرد (فیلم)

قوچ‌مستی آغاز شده / قوچ‌های مست حواس‌شان به شکارچی‌ها نیست / نگرانی‌‌‌ها از شکار بیرحمانه (فیلم)

فیلم های دیگر