انرژی هسته ای:
انرژی هسته ای از عمده ترین مباحث علوم و تکنولوژی است و هم اکنون نقش عمده ای را در تأمین انرژی کشورهای مختلف خصوصاْ کشورهای پیشرفته دارد. اهمیت انرژی و منابع مختلف تهیه آن، در حال حاضر جزء رویکردهای اصلی دولتها قرار دارد. به عبارت بهتر، از مسائل مهم هر کشور در جهت توسعه اقتصادی و اجتماعی بررسی، اصلاح و استفاده بهینه از منابع موجود انرژی در آن کشور است.
امروزه بحران های سیاسی و اقتصادی و مسائلی نظیر:
- محدودیت ذخایر فسیلی
- نگرانیهای زیست محیطی
- ازدیاد جمعیت
- رشد اقتصادی
همگی مباحث جهان شمولی هستند که با گستردگی تمام فکر اندیشمندان را در یافتن راهکارهای مناسب در حل معظلات انرژی در جهان به خود مشغول داشته اند. در حال حاضر اغلب ممالک جهان به نقش و اهمیت منابع مختلف انرژی در تأمین نیازهای حال و آینده پی برده و سرمایه گذاریها و تحقیقات وسیعی را در جهت سیاستگذاری، استراتژی و برنامه های زیربنایی و اصولی انجام می دهند. هم اکنون تدوین استراتژی که مرکب از بررسی تمامی پارامترهای تأثیر گذار در انرژی و تعیین راهکارهای مناسب جهت تمیزتر و کارا ترنمودن انرژی و الگوی بهینه مصرف آن می باشد، در رأس برنامه های زیربنایی اکثر کشورهای جهان قرار دارد. در میان حاملهای مختلف انرژی،انرژی هسته ای جایگاه ویژه ای دارد.
هم اکنون بیش از ۴۳۰ نیروگاه هسته ای در جهان فعال می باشند و انرژی برخی کشورها مانند فرانسه عمدتا از برق هسته‌ای تأمین می شود. جمهوری اسلامی ایران بیش از سه دهه است که تحقیقات متنوعی را در زمینه های مختلف علوم و تکنولوژی هسته ای انجام داده و براساس استراتژی خود، مصمم به ایجاد نیروگاههای هسته ای به ظرفیت کل ۶۰۰۰ مگاوات تا سال ۱۴۰۰ هجری شمسی می باشد. در این زمینه، جمهوری اسلامی ایران در نشست گذشته آژانس بین المللی انرژی اتمی، تمایل خود را نسبت به همکاری تمامی کشورهای جهان جهت ایجاد این نیروگاهها و تهیه سوخت مربوطه رسما اعلام نموده است
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. تقریبآ تمام فعالیت های بشری ایجاد موادی می کند که دیگر مورد نیاز نیست و باید با مدیریت صحیح جمع آوری شوند و از محیط زندگی دور شوند. این موضوع شامل جمع آوری زباله های منزل و پسماندهای کارخانه جات شده و تا زباله های اتمی و … ادامه دارد. اما زباله های اتمی به دلیل تشعشعاتی که دارند باید بطور خاص تحت نظر باشند و طی مراحل پیچیده از محیط دور شده و دفن شوند.
واقعیت آن است که هنوز دانشمندان در حال بررسی روشهایی هستند که توسط آنها بتوانند در پروسه از بین بردن زباله های اتمی کمترین آسیب را به طبیعت وارد آورده، ریسک استفاده از این انرژی را کاهش دهند. 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 ۱٫۵ کیلومتری زمین نگهداری شوند. اما با وجود آنکه در نوشته های قبل کم و بیش راجع به موضوع تشعشع صحبت کردیم، بهتر است قبل از ادامه بحث، کمی بیشتر راجع به این موضوع صحبت کنیم.
تشعشع رادیواکتیو چیست؟
تشعشعات رادیواکتیو را در واقع می توان انتشار بی اختیار انرژی از برخی مواد یا بهتر بگوییم اتمهای ناپایدار دانست. بسیاری از اتمهایی که در طبیعت وجود دارند و مواد اطراف ما را تشکیل می دهند از اتمهای با ثبات تشکیل شده اند، بگونه ای که چنانچه شرایط محیطی آنها تغییر نکند، آن مواد تا ابد به همان حالت می مانند. اما برخی از اتمها نیز وجود دارند که نمی توانند وضعیت خود را ثابت نگهدارند و به تاچار برای رسیدن به حالت تعادل شکسته می شوند و به اتمهای دیگری تبدیل می شوند.
این اتمها در مرحل شکست از خود انرژی آزاد می کنند (به صورت اشعه یا ذره)، به موادی که از اینگونه اتمها تشکیل می شود مواد رادیواکتیو گفته می شوند. تشعشعات آنها هم تشعشعات رادیواکتیو نامیده می شود. اورانیوم، توریوم یا پتاسیوم از جمله این مواد هستند که به اتم های سبکتر تبدیل می شوند. انرژی آزاد شده طی این پروسه تبدیل شامل امواج پر انرژی و نیز ذراتی است که با سرعت زیاد حرکت می کنند، هیچکدام از این ذرات یا امواج قابل دید نیستند.
فهرست مطالب:
- مقدمه
- کاربردهای انرژی هسته ای
- تشعشع رادیواکتیو چیست؟
- انرژی بسیار زیاد
- دفن اورانیوم مصرف شده
- نیروگاه هسته ای
- بمب های هسته ای
- پیل برق هسته ای Nuelear Electric battery
- کاربردهای پزشکی
- کاربرد انرژی هسته ای در بخش دامپزشکی و دامپروری
- کاربرد انرژی هسته ای در دسترسی به منابع آب
- کاربردهای کشاورزی
- کاربردهای صنعتی
- انرژی هسته ای در پزشکی هسته ای و امور بهداشتی
- کاربرد انرژی هسته ای در تولید برق
- برتری انرژی هسته ای بر سایر انرژیها
- اصول طراحی راکتور
- انواع رآکتورهای گرمایی
- بقیه اجزای نیروگاه هسته ای
- رآکتورهای هسته ای طبیعی
- انواع رآکتورهای گرمایی
- رآکتور آب تحت فشار، PWR
- خنک کننده
- کند کننده
- رآکتور آب جوشان، BWR
- رآکتور D2G
- شکافت هسته ای
- شکافت القا شده
- اثرات ایزوتوپها
- کند کننده ها
- کنترل، تسلیحات یا انرژی
- منابع