ورود
اعضا:
خبرنامه وب سایت:
آمار
وب سایت:
در کشورهای پیشرفته صنعتی، از انرژی هستهای به صورت گسترده در پزشکی استفاده میکنند. با توجه به شیوع برخی بیماریها، از جمله سرطان، ضرورت تقویت طب هستهای در کشورهای در حال توسعه، هر روز بیشتر میشود. موارد زیر از مصادیق تکنیکهای هستهای در علم پزشکی است:
*تهیه و تولید کیتهای رادیو دارویی، برای مراکز پزشکی هستهای
*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
تصویربرداری بیماریهای قلبی، تشخیص عفونتها و التهاب مفصلی
*تکنیکهای هستهای برای شناسایی حوزههای آب زیرزمینی و هدایت آبهای سطحی و زیرزمینی و کشف و کنترل نشت و ایمنی سدها مورد استفاده قرار میگیرد. در شیرین کردن آبهای شور نیز انرژی هستهای کاربرد دارد.
*شیرینسازی آب شور دریا از دیگر مزایای فناوری هستهای است. میتوان به هر واحد نیروگاه اتمی هزار مگاواتى، یک واحد شیرینسازی آب شور به ظرفیت صد هزار متر مکعب در روز متصل کرد و آب شور از دریا به وسیله پمپ به واحد شیرینسازی آب شور هدایت کرد. در این واحد، از حرارت تولید شده به وسیله راکتور برای تقطیر کردن آب استفاده میشود. آب تقطیر شده پس از طی مراحلی به آب آشامیدنی تبدیل میشود.
*انرژی هستهای در بخش صنایع غذایی و کشاورزی هم کاربردهای بسیاری دارد. از انرژی هستهای در حوزه های کشاورزی و صنایع غذایی استفادههای بسیار فراوانی صورت میگیرد. موارد عمده استفاده در این بخش عبارت است از:
جلوگیری از جوانه زدن محصولات غذایی، کنترل و از بین بردن حشرات، به تأخیر انداختن زمان رسیدن محصولات، افزایش زمان نگهداری، کاهش میزان آلودگی میکروبی، از بین بردن ویروسهای گیاهی و غذایی، طرح باردهی و جهش گیاهانی چون گندم و برنج و پنبه.
*تکنیکهای هستهای در حوزه دام پزشکی موارد مصرفی چون تشخیص و درمان بیماریهای دامی، تولیدمثل دام، اصلاح نژاد و دام، تغذیه، بهداشت و ایمنسازی محصولات دامی و خوراک دام دارد.
معرفی اورانیوم:
اورانیوم عنصری است که در اکثر مناطق جهان از زیرزمین استخراج میشود. اورانیوم بعداز مرحله کانه آرایی بصورت قرصهای بسیار کوچکی در داخل میله هایبلند قرار گرفته و داخل رآکتور نیروگاه نصب می شوند. کلمه «Fission» به معنی شکافتاست. در داخل رآکتور یک نیروگاه اتمی ، اتمهای اورانیوم تحت یک واکنش زنجیره ایکنترل شده ، شکافته می شوند. در یک واکنش زنجیره ای ، ذرات حاصل از شکافت اتم بهسایر اتمهای اورانیوم برخورد کرده و باعث شکافت آنها می گردند. هریک از ذرات آزادشده مجدداً باعث شکافت سایر اتمها در یک واکنش زنجیره ای می شود. درنیروگاههای هستهای ، معمولاً از یک سریمیله های کنترل جهت تنظیم سرعت واکنش زنجیره ای استفاده میگردد. عدم کنترل این واکنشها می تواند منجربه تولید بمب اتم شود. اما در بمب اتم ،تقریباً ذرات خالص اورانیوم 235 یا پلوتونیوم (باشکل و جرم معینی) باید با نیرویزیادی در کنارهم قرار گیرند. چنین شرایطی در یک رآکتور هسته ای وجود ندارد.
واکنشهای زنجیره ای همچنین باعث تولید یک سری مواد رادیواکتیو میشوند. این مواد در صورت رهایی می توانند به مردم آسیب برسانند. بنابراین آنها را بهشکل جامد نگهداری می کنند. این مواد در گنبدهای بتنی بسیار قوی نگهداری می شوند تادر صورت بروز حوادث مختلف ، خطری بوجود نیاید.
واکنشهای زنجیره ای باعث تولید انرژی گرمایی می شوند. این انرژیگرمایی برای جوشاندن آب در قلب رآکتور مورد استفاده قرار می گیرد. بنابراین، بهجای سوزاندن سوخت ، در نیروگاههای هسته ای ، اتمها از طریق واکنش زنجیره ای شکافتهشده و انرژی گرمایی تولید می کنند. این آب از اطراف رآکتور به قسمت دیگری ازنیروگاه فرستاده می شود. در این قسمت که مبدل گرمایی نامیده می شود، لوله های پر ازآب حرارت داده شده و بخار تولید می کنند. سپس بخار حاصله باعث گردش توربین ودرنتیجه تولید برق میشود.
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 رآکتورهای هسته ای برای تولید بخار استفاده می شود از بخار تولید شده برای به حرکت درآوردن 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 بمبها جزو 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 مثلاسترنیوم 90 و یک هادی مثل سیلسیوم.
جریان الکترون های سریعی که بوسیله استرنیوم منتشر می شود ازمیاننیم 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 ایزوتوپرادیواکتیو استرنیوم 90 می باشد .
کاربردهای پزشکی:
در پزشکی تشعشعات هسته ای کاربردهای زیادی دارند که اهم آنهاعبارتند از:
• رادیو گرافی
• گامااسکن
• استرلیزه کردن هسته ای و میکروب زدایی وسایل پزشکی با پرتو های هسته ای
• رادیو بیولوژی
انرژی هسته ای در پزشکی هسته ای و امور بهداشتی:
در کشورهای پیشرفته صنعتی، از انرژی هسته ای به صورت گسترده درپزشکی استفاده می گردد. با توجه به شیوع برخی از بیماریها از جمله سرطان ، ضرورتتقویت طب هسته ای در کشورهای در حال توسعه ، هر روز بیشتر می شود. موارد زیر ازمصادیق 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 لخته های وریدی، و موارد دیگری چون تشخیص کم خونی ، کنترل رادیو داروهای خوراکی وتزریقی و ...تشعشعات MRI در درمان افسردگي‌ها مؤثراست .
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. درشیرین 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 عمریابی صخره ها با C14 در باستان شناسی خیلی مشهور است.
کاربردهای صنعتی:
در صنعت کاربردها ی زیادی دارد از جمله مهمترین آنها عبارتنداز:
• 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
شکافت و گداخت :
انرژی هسته ای، شکل اصلی دیگری از انرژی است که در داخل اتم قراردارد . یکی از قوانین جهانی این است که انرژی نه تولید پذیر است و نه از بین رفتنی، اما به شکلهای دیگر قابل تبدیل است.
یونانیان قدیم براین باور بودند که کوچکترین جزء طبیعت ، اتم است. اما در 2000 سال قبل ، آنها نمی دانستند که ذرات کوچکتر از اتم نیز در طبیعت یافت می شود.
اتمها از ذرات کوچکتری به نام هسته ،که خود متشکل از پروتون و نوترون هستند ، تشکیل شده اند. این اتمها توسطالکترونهایی احاط شده که بدور آنها می چرخند، درست مثل گردش زمین به دورخورشید.
شکاف هسته ای:
هسته اتم می تواند شکافته شود. زمانیکه این مسئله رخ میدهد، مقدارزیادی انرژی آزاد می شود. این انرژی به دو صورت گرما و نور است. انیشتن معتقد بودکه مقدار کوچکی از ماده حاوی مقدار زیادی انرژی است. زمانیکه این انرژی ، آهسته ازاتم خارج می شود ، می توان آنرا مهار نمود و تولید برق نمود. اما زمانیکه انرژیموجود در هسته اتم بطور ناگهانی آزاد می شود ، انفجار عظیمی مانند بمب اتم رخمیدهد.
گداخت هسته‌اي،انرژي هسته‌ايِ ”پاك:
گداخت هسته‌اي كه (همجوشي يا جوش هسته‌اي نيز ناميده مي‌شود) درواقع توليد انرژي است به شيوه‌اي كه در كرة خورشيد انجام مي‌گيرد. اين انديشه ممكناست جنون‌آميز به نظر آيد، اما عملي و امكان‌پذير است؛ يا تقريباً امكان‌پذيراست.براي فهم بهتر مسئله بياييد به قلب يك ستاره نگاه كنيم در آنجا چهمي‌بينيم؟ مي‌بينيم كه هسته‌هاي اتم ها در قلب ستاره، درهم ادغام مي‌شوند وهسته‌هاي بزرگتري را تشكيل مي‌دهند. اين واكنشي كه ”گداخت“ يا همجوشي هسته‌ايناميده مي‌شود، همواره با انتشار مقدار عظيمي از گرما و نور همراه است. اگر بتوانيماين واكنش را كه در خورشيد و ستارگان ديگر به طور عادي انجام مي‌گيرد در كرة زمينايجاد و كنترل كنيم، خواهيم توانست به مقدار عظيمي از انرژي دست يابيم. مشكلاينجاست كه نيرويي به نام ”الكترومغناطيس“ وجود دارد كه اتمها را از هم دور مي‌كند،مانند دو آهنربا كه بخواهند قطب شمال يا قطب جنوب‌شان را به هم بچسبانند
زباله های هسته ای و روش دفن آن:
پس از استفاده از اورانیوم برای تولید انرژی در راکتور هسته ای ، این سوخت دیگر قابل استفاده نیست و باید به روشی بازیافت یا دفن شود، که به دلیل تشعشع زیاد کار ساده ای نیست.
زباله ها به دلیل تشعشعاتی که دارند باید بطور خاص تحت نظر باشند و طی مراحل پیچیده از محیط دور شده و دفن شوند زباله های اتمی یا رادیواکتیو عمومآ پس از استفاده از مواد رادیواکتیو در نیروگاه ها، مصارف پزشکی و صنعتی و ... بدست می آید که معمولآ آنها را با توجه به میزان تشعشع به سه دست سطح پایین، متوسط و بالا (Low, Intermediat & High Level) تقسیم می کنند. این تقسیم بندی بر اساس قوانین بین المللی صورت گرفته و برای هر کدام از این دسته ها شرایط خاص جمع آوری و دفن تدبیر شده است.
Low-Leve: زباله های سطح پایین از نوع بی خطرترین مواد رادیواکتیو هستند که مدت زمان بسیار کوتاهی توانایی تشعشع دارند. لباس کارکنان درگیر با این مواد، ابزار و تجهیزات کاری آنها، فیلترها و ... از این دسته مواد هستند. این نوع از زباله ها نیازی به محافظت های مخصوص (Shield کردن) ندارند، اما آنگونه هم نیستند که مانند زباله های عادی با آنها برخورد شود. آنها معمولآ سوزانده می شوند و در عمق کم دریا یا خشکی دفن می شوند.
Intermediate-Leve: این دسته از زباله ها شامل موادی مانند پسابهای شیمایی، روکش فلزی سوختها و بسیاری از مواد زائد نیروگاههای اتمی هستند. این نوع مواد دارای عمر کوتاه تشعشع هستند اما لازم است که توسط پوشش های مخصوص محافظت یا Shield شوند، چرا که در عمر محدود خود تشعشع قابل توجه دارند، لذا این مواد را معمولآ در میان بلوک های بتون قرار می دهند و در مکانهای مخصوص انبار می کنند.
High-Leve : از نمونه این نوع از زباله ها می توان دقیقآ به تفاله های سوخت هسته ای رآکتورها اشاره کرد، که شرایط نگهداری بسیار سخت تر و پر هزینه تری دارند. آنها باید با پوشش های مخصوص، محافظت یا Shield شوند و سپس در دماهای زیر صفر در انبارهایی در عمق حد اقل 1.5 کیلومتری زمین نگهداری شوند.
اما مشخص ترین و ساده ترین کار ایزوله کردن به منظور جلوگیری از انتشار تشعشع و نیز سرد کردن آنها است. از زمان دست یابی به روشهای صحیحی ذخیره و دفن اولین زباله های اتمی، بیش از 40 سال است که می گذرد و کشورها ناچار هستند که همچنان آنها را در شرایط خاص نگهداری کنند.
حدود 30 گرم از یک زباله اتمی سطح بالا می تواند حدود 8000 کیلووات ساعت انرژی تولید کند. این مقدار انرژی معادل چیزی حدود 8 تن ذعال سیاه با کیفیت بسیار بالا است. بنابراین مشاهده می کنید که حتی زباله های مواد رادیواکتیو تا چه حد می تواند حاوی انرژی باشند که اگر درست مهار نشود، خطر ساز خواهد بود.
روش کار این است که معمولآ سوخت مصرف شده را در حوضچه هایی برای سرد شدن اولیه نگهداری می کنند، به این ترتیب علاوه بر سرد شدن تا حدی از شدت تشعشع آنها کاسته می شود. این حوضچه ها به گونه ای ساخته شده اند که اجازه وارد کردن آسیب به طبیعت را از این مواد می گیرند، درواقع می توان برای مدتهای طولانی این زباله ها را در این حوضچه ها نگهداری کرد اما به دلایل بسیاری از جمله موارد اقتصادی این کار ممکن نیست.
روش کار این است که معمولآ سوخت مصرف شده را در حوضچه هایی برای سرد شدن اولیه نگهداری می کنند، به این ترتیب علاوه بر سرد شدن تا حدی از شدت تشعشع آنها کاسته می شود. این حوضچه ها به گونه ای ساخته شده اند که اجازه وارد کردن آسیب به طبیعت را از این مواد می گیرند، درواقع می توان برای مدتهای طولانی این زباله ها را در این حوضچه ها نگهداری کرد اما به دلایل بسیاری از جمله موارد اقتصادی این کار ممکن نیست.
لذا باید روی سوخت فرآیندهایی انجام بگیرد تا بتوان آنرا در انبارهایی که از آنها نام بردیم ذخیره کرد. این فرآیندها شامل فعالیت هایی است که توسط آنها اورانیوم و پلوتونیوم (پلوتونیوم به دلیل سادگی عملیات fission بیشتر در ساخت سلاح های اتمی بکار برده می شود) از سایر مواد جدا می شوند. برای اینکار میله های سوختی را خرد کرده و آنها را در ظروف اسید قرار می دهند، اورانیوم و پلوتونیوم بازیافت شده به ابتدای چرخه سوخت باز می گردند تا قابل استفاده شوند و مازاد تفاله های سوختی را برای دفن آماده می کنند.
نظرات شما عزیزان:
ادامه مطلب
