مقالات فارسی

Warning: Invalid argument supplied for foreach() in /home2/asoltani/domains/a-soltaninejad.ir/public_html/plugins/content/bt_socialshare/bt_socialshare.php on line 228

  • Hits: 3539

 

تالیف: دکتر سلطانی نژاد

بنام خدا

انرژی هسته ای واثرات مخرب آن  بر محیط زیست:

مقدمه:

انرژی هسته ای در حال حاضر بخش بسیار کمی از نیازمندیهای انرژی جهانی را تامین می نماید. این وضعیت در کانادا 15%  در امریکا 20% و در سایر کشورهای اروپائی نیز تقریباً 30% است.

فرانسه 80% سایر کشورها نیز به تناسب وضعیت علمی و اقتصادی درصد بسیار نازلی از انرژی خود را بصورت هسته ای تهیه می کنند.

 

بنام خدا

انرژی هسته ای واثرات مخرب آن  بر محیط زیست:

مقدمه:

انرژی هسته ای در حال حاضر بخش بسیار کمی از نیازمندیهای انرژی جهانی را تامین می نماید. این وضعیت در کانادا 15%  در امریکا 20% و در سایر کشورهای اروپائی نیز تقریباً 30% است.

فرانسه 80% سایر کشورها نیز به تناسب وضعیت علمی و اقتصادی درصد بسیار نازلی از انرژی خود را بصورت هسته ای تهیه می کنند.

سوخت اکثر نیروگاههای هسته ای اورانیوم 235 است(Uranium-235 ) که بصورت طبیعی در معادن کره زمین یافت می گردد. برای درک بهتر کارکرد سوخت های هسته ای و خطرات مترتب بر آنها لازم است توضیحاتی در خصوص اتم و ساختمان رادیواکتیویته (Atom & Radioactivity) ارائه گردد.

اتم ها: بلوکهای ساختمانی مواد.

تمام مواد از ذرات بسیار ریزی بنام اتم (Atom) ساخته شده اند. اتم ها به هم دیگر متصل شده و مولکولها (Molecules) را تشکیل می دهند.

خود اتمها از دو قسمت تشکیل شده اند، یک هسته مرکزی

(A centrally placed nucleus) دارند و یک ابر الکترونی

(Electron cloud). هسته در درون خود دو ذره اتمی

(Sub atomic) بنامهای پروتون (Proton) و نوتورون (Neutron) را داراست.

اتم واره ها به میزان 9/99 توده یک اتم را تشکیل می دهند. پروتونها ذرات باردار مثبتی هستند، در حالیکه نوترونها هیچ گونه بار الکتریکی ندارند.

فضائی که اطراف هسته اتم را محاصره کرده است ناحیه ای بسیار بزرگ است که ابر الکترونی (Electron cloud) نام دارند، ابر الکترونی ذرات بسیار سبکتری از اتم را که الکترون ( Electron) نام دارند، در خود جای می دهد.

الکترونها که بصورت ذرات باردار منفی حضور دارند، در اطراف هسته که به شکل ذره باردار مثبت است با  سرعت نور می چرخند. برای اینکه اندازه واقعی یک ابر الکترونی هسته در اتم  را حدس بزنید، به این مثال توجه کنید.

اگر قله اورست که 8800 متر ارتفاع دارد ، یک اتم فرض شود، آنگاه هسته این قله و ابر الکترونی آن به اندازه یک توپ فوتبال است.(بسیار کوچک و ریز)

 

 

مفهوم کلیدی:

اتم ها، بلوکهای ساختمانی تمام عناصر می باشند. تمام اتمها از یک هسته باردار مثبت تشکیل شده اند. هسته دارای پروتونها و نوترونهائی است که توسط ابرهای الکترونی محاصره گشته است. الکترونها در ابرهای الکترونی ساکنند ، بصورت منفی باردار بوده و با سرعت نور گرداگرد هسته می دوند.

 

اتمهای رادیواکتیو: (Radioactive Atoms)

اتمها از عناصر ی مانند، کربن، نیتروژن، طلا، نقره، سرب ، اورانیوم. و غیره  تشکیل شده اند.

هر عنصری خالص ترین شکل ماده بوده  و فقط یک نوع اتم دارد، مثلاً، کربن خالص فقط اتمهای کربن را در خود جای می دهد. یا طلای خالص، فقط اتمهای طلا را با خود حمل می کند.

ناگفته نماند که در یک عنصر تمام اتمهای آن قابل شناسائی نیستند. مثلاً اگر چه کربن فقط اتمهای کربن را داراست ولی، بعضی از اتمهای کربن هستند که از سایر آن متفاوتند، این تفاوتها بسیار ناچیز است، بحدی که هیچ گونه تاثیری بر ویژه گیهای شیمیائی اتمها نمی گذارند.

ولی می توانند اثرات قابل ملاحظه دیگری  داشته باشند، که باعث می شود، بعضی از اتمها رادیواکتیویته متصاعد نمایند، یعنی از خود اشعه رادیواکتیو در محیط زیست پراکنده کنند.

اتمها چگونه با هم دیگرمتفاوتند؟

اگر چه تمام اتمهای یک عنصر معین دارای تعداد معینی پروتون در هسته می باشند ولی بعضی از عناصر دارای تعداد متفاوتی از نوترون هستند.

مثلاً تمام اتمهای اورانیوم دارای 92 پروتون می باشند، ولی بعضی از آنها 146 و تعدادی دیگر دارای 143 نوترون هستند، لذا این اشکال آلترنایتو، ایزوتوپ (Isotopes) نام دارند.

برای تشخیص یک ایزوتوپ از دیگری، پروتون ها و نوترونها را با هم جمع کرده و عنصر را نام گذاری می کنند، مثلاً اورانیوم که دارای 92 پروتون و 146 نوترون است به اورانیوم 238 معروف است، لازم به ذکر است که بعضی از ایزوتوپهای عناصری که نوترون اضافی دارند، بشدت ناپایدارند، وبرای اینکه به حالت پایدار و تعادل برسند، اشعه متصاعد می کنند.(Radiation emission)

اشعه ها در واقع ذراتی هستند با انرژی بسیار بالا که انفجارات و ترکش های (Bursts) فوق العاده مخربی که برای حیات مضر میباشند را تولید میکنند.

هسته های اتمی (رادیواکتیو) ناپایدار، در واقع اشکال رادیواکتیو نام دارند. این اشکال بصورت طبیعی موجود بوده و توسط ابزارآلات فیزیکی نیز قابل تولید می باشند.

اشکال رادیواکتیو طبیعی موجود در واقع ایزوتوپ های عناصر سنگینی مانند سرب که دارای 82 پروتون در هسته تا اورانیوم که دارای 92 پروتون در هسته خود می باشند، یافت می شوند.

مفهوم کلیدی:

عناصر خالص ترین شکل مواد هستند. اگرچه تمام اتمهای یک عنصر معین هم نوعند، اما بعضی از آنها نوترونهای بیشتری دارند. لذا اتمهائی که نوترون زیادی دارند، ناپایدار بوده و غالباً اشعه متصاعد می کنند.

 

تشعشع:

اشکال رادیواکتیو سه نوع اشعه از خود ساطع می کنند.

ذرات آلفا (Alpha- Particles):

این ذرات سنگین ترین اشکال تشعشع می باشند، هر ذره آلفا از دو پروتون و دو نوترون، دقیقاً همانند هسته هلیم، تشکیل شده است، ذرات آلفا بار مثبت دارند و این موضوع بدلیل وجود پروتون در آنهاست، این ذرات بدلیل سنگین بودن، فقط قادرند چند سانتیمتر در هوا حرکت کنند. براحتی می شود آنها را توسط یک صفحه کاغذ ضخیم سد معبر کرد.

لذا، حفاظت مردم در برابر این نوع اشعه بسیار آسان است. این ذرات در بدن انسان فقط به اندازه سی میکرومتر یعنی سی میلیونیم یک متر(1000000/30) در بافتها قادر به حرکت هستند و لذا نمی توانند پوست بدن را سوراخ کرده و وارد آن شوند ولی اگر این ذرات بصورت مستقیم و از راه دهان وارد بدن شوند، فاجعه بار است، اثر آنها جدی بوده و تخریبات غیر قابل برگشتی به سلولها و کروموزمها (Chromosomes) وارد می آورند.

ذرات بتا (Beta – Particles) :

ذرات بتا بار منفی دارند و از هسته ساطع می شوند، آنها معادل الکترونها بوده ، با این تفاوت  که انرژی بیشتری دارند. ذرات بتا هنگامیکه نوترونها در هسته تبدیل به پروتون می شوند از هسته ها به بیرون پرتاب می گردند.

این فرآیند منجر به تثبیت مواد رادیواکتیو (Radio Nuclides) می گردد. ذرات بتا سبک تر از ذرات آلفا بوده و قادرند مسافت بیشتری را طی کنند، میزان 8 متر جابجائی در فضا گزارش شده است ولی در بافتهای زنده فقط یک سانتی متر حرکت صورت می گیرد.

ذرات بتای بعضی از مواد رادیواکتیو قادرند، از لباس ها و پوست عبور کنند ولی به بافتهای بدن نمی رسند، در هر صورت این ذرات می توانند به پوست و چشمها صدمه وارد کرده و منجر به سرطان پوست و آب مروارید چشم گردند.

 

 

اشعه های گاما (Gamma Rays):

این اشعه های پر انرژی، ناشی از تشعشع مواد رادیواکتیو بوده و هیچ بار و جرمی ندارند، بیشتر شبه نور بوده، ولی انرژی آنها بسیار بالا است.

اشعه های گاما از مواد هسته ای رادیواکتیو که انرژی بالا دارند ساطع می شوند و این بدین منظور است  که انرژی ماده را گم کرده و به حالت پایداری برسند.

این اشعه ها غالباً بعد از تشعشع آلفا و بتا ساطع می گردند. بعضی از اشعه ها ی گاما قادرند صد متر در فضا حرکت کرده و بسادگی وارد بدن شوند، این اشعه ها حتی از دیوارهای سیمانی عبور کرده و می توانند خطرات وحشتناکی برای انسان، موجودات زنده و سایر بخشهای محیط زیست ایجاد نمایند.

اشعه ایکس (X – Ray):

این اشعه بر خلاف اشعه های توضیح داده شده قبلی، از هسته های ناپایدار عناصری که بصورت طبیعی موجود می باشند، بوجود نمی آید و اساساً توسط ماشین های تولید اشعه ایکس، ایجاد می گردد.

در واقع یک ماشین اشعه ایکس، منبعی از الکترونها را در خود جای می دهد و هنگامیکه ماشین روشن می شود، الکترونها به یک هدف یا صفحه تانگستن (Tungsten) برخورد کرده و با اتمهای آن درگیر می شوند و سپس بلافاصله که به حالت استراحت برگردانده می شوند، انرژی حمل شده توسط اتمها آزاد گشته و به شکل اشعه ایکس ساطع می گردد.

رفتار اشعه ایکس همانند تشعشعات گاما است ولی دارای انرژی کمتری است و به خاطر این قضیه اشعه ایکس نمی تواند از سرب عبور کند.

تمام اشکال تشعشع توضیح داده شده فوق، در واقع تشعشع یونیزه(تابشهای یون ساز) (Ionizing Radiation) نام دارند، این موضوع بخاطر آن است که مواد رادیواکتیو با در اختیار داشتن انرژی کافی الکترونهای اطراف هسته را ترکانده(شکافتی) و آنها را از اتمها دور نگه می دارند و این اتمهای باردار تنها

(فاصله گرفته از الکترونها) در واقع، یونها (Ions) نام دارند.

یونها علت عمده تخریب در بافت های موجودات زنده، از جمله انسان هستند، پرتوهای یونیزه با میدانهای مغناطیسی و موج های رادیوئی که در واقع پرتوهای الکترومغناطیسی هستند، متفاوتند، این یونها(مغناطیسی) ضعیف بوده و قادر به یونیزه کردن مواد نمی باشند

 

مفهوم کلیدی:

دانشمندان فیزیک می گویند، سه نوع اصلی تابش یونیزه که توسط اتمهای رادیواکتیو در طبیعت رها سازی میگردد، وجود دارد. این تابش ها ذرات آلفا، بتا و اشعه های گاما نام گرفته اند. قدرت تخریب و جرم اشعه های فوق متفاوت است. و همه تابشهای رادیواکتیو قادرند به مولکولهائی که حمله می کنند، الکترونهای آنها را ترکانده و اتمها را تنها رها کنند. اشعه ایکس بصورت  مصنوعی تهیه می شود و شبیه اشعه گاما است، میزان تخریب  آن در بدن موجودات زنده به مراتب کمتر از اشعه گاما است.

 

 

شکافت هسته ائی (Nuclear Fission):

با توجه به توضیحات بنیادی که در خصوص انرژی هسته ای ارائه نمودم، در این بحث از سوخت هسته ای صحبت خواهم کرد.

سوخت هسته ای در برگیرنده اورانیوم -235 (U-235) است. این سوخت همانند سوختهای فسیلی نمی سوزد، بلکه با شکست هسته های اتم همراه است، یعنی شکافت هسته ای، این شکافت در واقع تجزیه و متلاشی شدن اتمها را بهمراه دارد.

البته تخریب اتمها بصورت خلق الساعه انجام نمی گیرد و در واقع زمانیکه اتمهای اورانیوم - 235 (U-235) در داخل راکتور هسته ای (Nuclear Reactor) قرار داده می شود، گرفتار حملات نیوترونی (Neutrons) شده و متلاشی می گردد، نتیجه این برخورد وحشتناک نوترنها با اتمهای اورانیوم، آزاد شدن مقدار فراوان انرژی است.

در واقع، شکافت کامل یک کیلوگرم اورانیوم - 235 (U-235) معادل 2200 تن ذغال سنگ، انرژی تولید می کند!!!.

شکافت اتمی در داخل دستگاههای مخصوص اتفاق می افتد، این جایگاه های سوخت، راکتورهای شکافت (Fission Reactors) نام دارند.

اساساً این راکتورها برای مهار انرژی و مواد رادیواکتیو که در طی شکافت صورت می پذیرد، طراحی شده اند.

مکانیزم عمل راکتور هسته ای:

ابتدا اورانیوم - 235 (U-235) داخل میله های طویل سوخت جاسازی شده و در مرکز راکتور (Reactor Core) قرار داده می شود.

از آنجائیکه اورانیوم- 235 (U-235) بصورت طبیعی، نوتورنهائی ساطع می کند که مرتباً اتمهای دیگر اورانیوم را بمباران می کنند، این فرایند باعث می گردد ، اورانیوم متلاشی شده و شکافت صورت پذیرد، در نتیجه این عمل مقدار فراوانی گرما تولید می گردد و گرمای تولید شده به داخل آب میله های سوخت که در مرکز راکتور قرار دارند، منتقل می گردد. آب گرم اطراف هسته و مرکز راکتور، آب دیگری را در یک سیستم بسته(Closed System) گرم می کند، این آب گرم شده به بخار تبدیل گشته و باعث می گردد توربین هائی که برق تولید می کنند، بحرکت در آیند، این بخار بعداً خنک شده و آب مجدداً مورد استفاده قرار می گیرد، اکثر نیروگاههای هسته ای با آب خنک می شوند و لذا به راکتورهای آب سبک (Light Water Reactors) (LWRS) معروفند، سایر راکتورها از مایعات خنک کننده ای نظیر سدیم مایع

(Liquid Sedium) استفاده می کنند ولی مکانیزم عمل آنها تقریباً شبیه راکتورهای آب سبک است.

محصولات فرعی شکافت هسته ای:

هنگامیکه هسته اورانیوم -235 شکافت بر می دارد، دو هسته کوچکتر تولید می کند که به تکه های شکاف (Fission Fragments) معروفند. در طی فرایند شکافت

بیش از 400 تکه اورانیوم قابل تولید بوده که اکثر آنها رادیواکتیو، هستند. هنگامیکه هسته های اورانیوم- 235، خرد و تکه تکه می گردند، نوترونها را آزاد می کنند و نوترونها به نوبه خود به هسته های دیگری که در میله های سوخت قرار دارند، حمله می نمایند، در نتیجه این عمل، یک واکنش زنجیره ائی شکل می گیرد، واکنشهای زنجیره ئی تحت کنترل شدید قرار گرفته تا از تولید بیش از حد گرما جلوگیری شود.

در صورتیکه واکنش های شیمیائی تحت کنترل قرار نگیرند، گرمای تولید شده بیش از حد، هسته راکتور را ذوب خواهد کرد.

البته در صورت ذوب مرکز راکتور، انفجار اتمی بدلیل غلظت پائین سوخت غیر ممکن است. واکنش های شکافت توسط حمام آب که میله های سوخت را در خود جای می دهد، تحت کنترل مداوم قرار دارند، در چنین حالتی، آب، بعضی از نوترونها را جذب کرده و بدین ترتیب میزان شکافت و متلاشی شدن اتمها کاهش می یابد.

واکنش های شکافت توسط میله های کنترل نیز بصورت مداوم تحت بازرسی و کنترل هستند.

این میله های باریک که مواد جاذب نوترونها هستند، برون (Boron) نام دارند و بین لوله های سوخت قرار می گیرند. بالا رفتن و پائین آمدن این میله های کنترل میزان شکافت را تنظیم  می نماید.

هنگامیکه میله هائی کنترل بصورت کامل در پائین ترین میزان قرار گیرند، در این حالت راکتورها خاموش می شود.

کل مجموعه سوخت، میله های کنترل و مایع خنک کننده در یک محفظه فلزی با ضخامت 20 سانتی متر قرار دارند، این قسمت در واقع مخزن راکتور (Reactor Vessel)نام دارد که در یک محفظه بسیار بزرگتری قرار می گیرد.

کل دستگاه این ساختار اتمی در یک محافظ سیمانی با ضخامت 2/1 متری قرار داده می شود، این سیستم نگه دارنده کل تاسیسات اتمی، ساختمان نگه دارنده راکتور (Reactor Containment buildingنام گرفته است

 

 

مفهوم کلیدی:

هنگامیکه اتمهای اورانیوم با مکانیزم شکافت مواجه می شوند، نوترونهای اضافی آزاد کرده و باعث شکافت بیشتر و در نتیجه انرژی بیشتری آزاد می کنند. برای اینکه از تولید فراوان انرژی و نوترون جلوگیری شود یا واکنش های زنجیره ائی تحت کنترل قرار گیرند، مرکز و مخزن راکتور در آب نگه داشته می شود و با استفاده از میله های کنترل، غلظت مناسب سوخت در میله های سوخت تنظیم می گردد .

 

منافع نیروگاههای هسته ای:

واقعیت این است که برای ایجاد یک نیروگاه هسته ای، هزینه های فراوانی باید متقبل شد.

پنج یا شش برابر یک نیروگاهی که با سوخت ذغال کار می کند.هزینه ساخت یک نیروگاه هسته ای بسیار بالا است ولی مهمترین مزیتی آن، عبارت است از اینکه این نوع انرژی، آلودگی هوا ایجاد نمی کند، یعنی CO، HC،SO2 ،ذرات و سایر آلاینده های احتمالی که باعث آلودگی هوا می شوند، از نیروگاههای هسته ای، بیرون نمی آید.

 

 

مفهوم کلیدی:

نیروگاه های هسته ای کیفیت های رهائی بخش فراوانی دارند، اگر چه این انرژی گران و پرهزینه است ولی براحتی می تواند در شبکه برق قرار گرفته و مهمتر اینکه آلودگی هوا ایجاد نمی کند.

 

مضار و خطرات نیروگاههای هسته ای:

واقعیت این است که خطرات نیروگاههای هسته ائی در مقایسه با منافع آنها، بسیار فراوان است. اگر این نیروگاهها یک منفعت داشته باشند، ده خطر دارند.

قبل از اینکه وارد مباحث تحلیلی موضوع شوم، اجمالاً خطرات را می شمارم.

خطرات نیروگاههای هسته ای:

مشکلات مربوط به انهدام ضایعات هسته ای.

آلودگی محیط زیست با مواد رادیواکتیو.

آلودگی گرمای ناشی از نیروگاه.

اثرات بهداشتی و سلامتی محیط زیست.

منابع محدود سنگ های معدنی اورانیوم.

مقبولیت اجتماعی پائین.

هزینه های بالای ساخت نیروگاه.

در معرض تخریب عمدی بودن نیروگاه.

خطر اشاعه بمب های هسته ای ناشی از زباله های اتمی.

نبود مکانیزمی مناسب جهت امحاء کامل و مطمئن نیروگاه هسته ای بعداز اینکه عمر آن به پایان برسد(معمولاً بعد از 20 الی 25 سال).

قبل از اینکه به موارد فوق بصورت جامع بپردازم، با توجه به اینکه اثرات بهداشتی و محیط زیستی رادیواکتیو، فوق العاده مهم است، ابتدا توضیحاتی در این مورد ارائه می نمایم.

مفهوم کلیدی:

نیروگاههای هسته ای در مقایسه با منافع، خطرات بسیار زیادی دارند، ایمنی راکتورها، مسائل مربوط به دفع ضایعات هسته ای، خطرات بهداشتی و محیط زیستی، از جمله مسائلی هستند که باید بصورت جدی مدنظر قرار گیرند.

 

اثرات تشعشات هسته ای:

تمام اشکال رادیواکتیو در مولکولهای بیولوژیکی موحودات زنده ، یون ایجاد می نمایند، یونها مولکولهای بارداری هستند که بشدت به سلولهای زنده حمله کرده و آنها را تخریب می کنند.

بدین ترتیب رادیواکتیو، همانند سایر مواد خطرناک برای سلامتی انسانها و همه موجودات زنده روی کره زمین و محیط زیست فوق العاده مضر و خطر ناک است.

اثر مواد رادیواکتیو توسط مقدار دریافتی قابل تعیین است، یعنی اینکه یک فرد چه مقدار از این مواد خطرناک را دریافت می کند و مدت زمان پرتوگیری  او چه مدت زمانی است.

هر چه مقدار بیشتر باشد، اثر بزرگتر و شدیدتر است و هر چه زمان طولانی تر باشد، پتانسل تخریب بزرگتر است.

مطالعات متعدد نشان می دهد که تعمیمات جالبی در خصوص مواد رادیواکتیو وجود دارد.

اول اینکه جنین پستانداران نسبت به رادیواکتیو حساس است.(روی جنین اثر بیشتری دارد). و بچه ها از بالغین حساستر ند.

دوم اینکه، سلولهائی که تقسیم سلولی در آنها سریع است نسبت به سایر سلولها، به مواد اردیواکتیو واکنشگرترند.

لذا بعضی از سلولهائی که بسیار فعال هستند مثل سلولهای خون

(Blood Cells) و سلولهای سیستم ایمنی (Immune system) بدن، سلولهائی دیواره روده (Epithelial Cells) و سلولهای دیواره سایر اندامها و سلولهائیکه کراراً مورد تقسیم قرار می گیرند، نسبت به مواد رادیواکتیو حساسترند.

بطور کلی سلولهای ماهیچه ئی و عصبی که تقسیم سلولی ندارند، حساسیت بسیار کمتری داشته و بندرت سرطانی می شوند.

سوم اینکه، همه سرطانها در صورتیکه با مواد یونیزه رادیواکتیو مواجه گردند، تشدید می شوند. از نظر بهداشتی و سلامتی، پرتوگیری رادیواکتیو به دو دسته قابل تقسیم است.

پرتوگیری کم.

پرتوگیری بسیار بالا.

مفهوم کلیدی:

اثرات اشعه ی رادیواکتیو بر سلامت انسان  و موجودات زنده ،وابسته به عاملهای متعددی است، مقدار اشعه رادیواکتیو و مدت زمان پرتوگیری، نوع اشعه، نیمه عمر مواد پرتوزا و اندام های پرتو گرفته، بر خروجی و اثر مواد رادیواکتیو بر سیستمهای حیات تاثیر می گذارند .

 

اثرات رادیواکتیو با مقدار بالا بر سلامت انسان و محیط زیست:

اگر موجود زنده ائی و یا انسان به مدت چند ساعت یا چند روز در معرض اشعه مواد رادیواکتیو قرار گیرد، مرگ او حتمی است، مواد رادیواکتیو با مقدار بالا منجر به مرگ فوری نمی شود ولی باعث بروز امراض ناشی از مواد رادیواکتیو

(Radiation Sickness) می گردد.

حالت تهوع و استفراغ از علائم اولیه این نوع بیماری هستند که بلافاصله بعد از مواجه با اشعه ظاهر میگردند.

چند روز بعد، اسهال، ریزش مو، درد گلو، کاهش پلاکت های خون (مورد نیاز برای انعقاد)، خون ریزی و نهایتاً آسیب مغز استخوان (Bone marrow) که در نتیجه آسیب دیدن سلولهای با تقسیم سریع پدیدار می گردد، بوجود می آید.

اگر چه ممکن است عده زیادی پس از مواجه با مقدار کشنده مواد رادیواکتیو برای مدتی زنده بمانند، ولی در طول عمر از اثرات و دردهای ناراحت کننده تاخیری بسیار رنج می برند. مثل: سرطان، لوسمی(نوعی سرطان خون)، آب مروارید، عقیم شدن، کاهش طول عمر، سقط جنین، مرده زائی و مرگ های دوران طفولیت از جمله بیماریهای معمول ناشی از دریافت اشعه های مرگ بار مواد رادیواکتیو بشمار می روند. خوشبختانه امروزه با پیش رفت علم و دانش و کنترل های فزاینده بر نیروگاههای هسته ئی، اثرات مستقیم مواد رادیواکتیو، بسیار نادر است، ولی، جنگ های اتمی و کسانیکه در نزدیکی نیروگاههای هسته ای سکونت دارند، امکان ابتلا به بیماری هسته ای محتمل

است.

 

 

 

مفهوم کلیدی:

پرتوگیری به مدت طولانی و مقدار زیاد، چند ساعت یا چند روز باعث مرگ فوری میگردد و در مقدار کم باعث بوجود آمدن امراض مختلف می شود. اگر چه مبتلایان به امراض برای مدتی زنده می مانند ولی در طول عمر از ناراحتی های متعدد ناشی از اثرات تاخیری، مثل سرطان و عقیم شدن و سقط جنین رنج می برند.

 

اثرات اشعه رادیواکتیو با مقدار کم بر سلامت انسان و محیط زیست:

اثرات اشعه های رادیواکتیو با مقدار پائین غالباً تاخیری است و تعیین دقیق این نوع اثر، سخت و مشکل بنظر می رسد.

شواهد علمی نشان می دهد که دریافت اشعه با مقدار کم، احتمال بروز چند نوع سرطان را قوت می بخشد، لوسمی، سرطان شایع کارگرانی است که در معادن اورانیوم کار می کنند.

کارکنان کارخانه جات بمب های هسته ای، رادیولوژیست ها، تکنیسین های ایکس ری، از جمله افرادی هستند که معمولاً نوعی از سرطان را تجربه می کنند.

مطالعات نشان می دهد که رادیواکتیو به مقدار کم خطر ناکتر از آنچیزی است که در گذشته فکر می شد، بعصی از متخصصین بر این نظرند که خطر اشعه رادیواکتیو در سطح پائین ده برابر بیشتر از آن چیزی است که در گذشته محاسبه شده است.

مفهوم کلیدی:

مطالعات متعدد نشان می دهد، پرتوگیری مواد رادیواکتیو در سطح پائین نیز اثراتی بر سلامت و تندرستی انسان بر جای می گذارد که شایع ترین نوع آن سرطان است.

 

تجمع بیولوژیکی مواد رادیواکتیو (Bioaccumulation):

مشکلی که با مواد رادیواکتیو در بدن موجودات زنده وجود دارد، این است که این مواد غالباً در سلولهای معینی(Selective) از موجودات تغلیظ یافته و مجتمع می گردند در چنین حالتی آسیب های قابل ملاحظه ای بر موجودات زنده و انسان مترتب می گردانند، برای مثال، ید -131 که در طی عملیات معمولی نیروگاه هسته ای تولید و رها می گردد و نیز در تصادفات احتمالی نیروگاه در زمین اطراف نیروگاه پخش میشود ، با کاشت زمینهای اطراف نیروگاه این ماده رادیواکتیو وارد غذای حیوانات و سپس به انسان می رسد.

یعنی این ماده با عبور از قسمت مختلف (زمین، گیاه، حیوان و انسان) وارد زنجیره غذائی می گردد و زمانیکه وارد بدن انسان گردید به صورت انتخابی به سلولهای غده تیروئید (Thyroid Gland)انسان وارد می شود.

این ماده در تیروئید التهاب سلولی را بوجود آورده و در نهایت تومور (Tumor) ایجاد می کند، لذا آلودگی به ید- 131 مخصوصاً برای بچه ها بسیار خطرناک است.

ماده رادیواکتیو دیگری که در زمان انفجار بمب های اتمی و همچنین راکتورهای نیروگاههای هسته ای در شرایط نرمال و غیر نرمال در محیط زیست رها می شود، استرونتیم- 90 (Strontium -90) است، این ماده قادر است در سلولهای بیولوژیک تجمع یابد، یعنی از طریق خاک، گیاه، حیوان وارد شیر گاو شده و به مصرف انسان می رسد، وارد شدن این ماده در زنجیره غذائی و تجمع آن در سلولهای بدن، مخصوصاً در استخوان ، همانند کلسیم جای گیری می کند و پس از 28 سال در بدن مقدار آن به نصف تقلیل می یابد، قادر است، در استخوانها پرتوافکنی کرده و نیز سرطان استخوان و لوسمی ایجاد نماید.

بعضی از مواد رادیواکتیو قادرند در سطوح بالای زنجیره غذائی در سیستمهای بیولوژیک بمیزان چند برابر(Biomagnifications)(بزرگ نمائی) تجمیع یافته و خطرات فراوانی را در محیط زیست ایجاد نمایند.

مفهوم کلیدی:

مواد رادیواکتیو غالباً در بین بافتهای بدن تجمیع پیدا می کنند. این عمل زمانی اتفاق می افتد که اشعه های رادیواکتیو در عملیات پرتوگیری سلولها شرکت می کنند. یعنی اشعه به سلولها می تابد. اشعه های رادیواکتیو با مقدار پائین، در             محیط زیست تجمع پیدا کرده و در بعضی از ارگانهای بدن موجودات از طریق زنجیره ی غذائی، شروع به بزرگ مهائی (Biomagnifications) می کنند. این حالت ناهنجاریهای وسیعی از جمله سرطان را ایجاد می نماید.

 

 

 

ایمنی راکتورهای هسته ای:

در یک نیروگاه هسته ای، ایمنی راکتور بسیار مهم و اساسی است.

حوادثی که در این خصوص در جهان در ارتباط با نیروگاههای هسته ای، بوقوع پیوسته است، عبرت آمیز است.

مثلاً در سال 1979 میلادی نیروگاه هسته ای TMI (Three Mile Island) در پنسلوانیا دچار حادثه گردید و خطرات فراوانی را بر مردم منطقه تحمیل نمود.

اتفاق بدین قرار بود که، یکی از دریچه های سیستم خنک کننده بد کار میکرد و به اصطلاح گیر کرده بود، لذا به واسطه عمل کرد نادرست دریچه فوق، بخار در داخل ساختمان نگهدارنده راکتور پخش گردید، لوله ها در سیستم دچار زنگ زدگی شد و مقدار زیادی آب آلوده به مواد راکتور کف ساختمانهای نگهدارنده

(Containment Building) سرازیر گشت.

اشعه رادیواکتیو نیز در فضا پخش گردید و مقداری هم در رودخانه مجاور نیروگاه سرازیر شد. بتدریج وضعیت نیروگاه بلحاظ  ایمنی بسیار وخیم گردید. گاز هیدروژن در محفظه راکتور باعث گردید که هسته مرکزی ان ذوب (Meltdown) گردد. البته مسئولین نیروگاه خبلی تلاش کردن که از ذوب شدن راکتور جلوگیری کنند.

ولی متاسفانه نتوانستند بدرستی مانع تخریب آن شوند. این حادثه اثرات نامطلوب دارز مدتی بر جای گذاشت، اولاً آنها مجبور شدند با هزینه بسیار بالائی سیستم برق آن منطقه را جایگزین کنند، برای این کار میلیونها دلار هزینه کردند و علاوه بر این یک میلیارد دلار نیز برای عاری کردن منطقه از مواد رادیواکتیو نیاز داشتند.

مطالعات نشان می دهد ، احنمال وقوع حادثه در نیروگاههای هسته ای                 (Rasmussen Report) در حدود یک بر  10000 راکتور است، یک راکتور سال یعنی یک راکتور هسته ای که در یک سال کار می کند.

برای مثال 10 راکتور هسته فعال برای مدت 20 سال به معنی، 200 راکتور سال است. اگر 5000 راکتور هسته تا سال 2050 میلادی در جهان داشته باشیم، بدین معنی است که باید هر سال منتظر یک حادثه هسته ای باشیم.

در هر حادثه هسته ای، با توجه به مکان و موقعیت نیروگاه، 825 تا 13000 نفر فوراً می میرند.

7500 تا 180000 نفر بعد از حادثه به انواع سرطانها گرفتار می شوند، وسایر امراض ناشی از تشعشع مواد رادیواکتیو  تعداد 12000 تا 198000 نفر نیز گرفتار میکند. و

50000 تا 170000 نفر در دوران طفولیت دچار نقایص ژنیتکی (Genetic defects) می گردند. خسارت اموال و دارائیها نیز میلیاردها پول رایج منطقه خواهد بود.(از 8/2 میلیارد دلار تا 28 میلیارد دلار قابل تخمین است)

حادثه دیگری که در نیروگاه هسته ای اتفاق افتاد، حادثه چرنوبیل (Chernobyl) بود که در سال 1986 در اتحاد جماهیر شوروی سابق بوقوع پیوست. این حادثه عمدتاً بخاطر خطای انسانی بوجود آمد.  مقدار زیادی اشعه رادیواکتیو در مزارع، شهرها و در سرتاسر اروپا رها گردید.

در این حادثه میزان جریان آب خنک کننده که هسته مرکزی را خنک می کرد، بسرعت پائین آمد و این مسئله بخاطر این بود که اوپراتورها (کارکنان) سیستمهای پشتیبانی کننده را غیر فعال کرده بودند (خطای انسانی)، لذا درجه حرارت 200 تن اورانیوم در میله های سوخت راکتور ناگهان به بیش از 2800 درجه سانتی گراد رسید یعنی دو برابر درجه حرارتی که برای ذوب یک تکه آهن مورد نیاز است!!!

در نتیجه سقف ساختمان نگه دارنده راکتور ترک برداشته ، تکه تکه و نهایتاً ذوب گردید.

شعله های 1700 تن ماده گرافیت قابل اشتعال و سوختنی (مواد جاذب نوترون در هسته و مرکز راکتور) به میزان 30 متر در هوا پرتاب گردید.

آتش نشانها خیلی تلاش کردند با اسپری آب از سقف خانه های مجاور، ابعاد حادثه را تخفیف دهند، ولی نهایتاً بواسطه گرمای بسیار زیاد(C 2800) سوخت اورانیوم ذوب گردید و ایزوتوپ های (Isotopes) رادیواکتیو به داخل فضا منتشر شد.

بلافاصله بعد از حادثه به تعداد 135000 نفر از اطراف نیروگاه، نقل و مکان داده شدند(تا فاصله 30 کیلومتر اطراف) و 65000  نفر دیگر در ماههای بعد نیز از منطقه جابجا شدند(تا فاصله 330 کیلومتری از چرنوبیل) اغلب خانوارهائیکه خانه و کاشانه خود را ترک کرده بودند، دیگر هرگز نتوانستند به محل اولیه خود برگردند.

بعلاوه موارد فوق، یعنی از دست دادن مال و منال، خانه و کاشانه، تعداد زیادی از مردم شوروی میزان زیادی اشعه رادیو اکتیو نیز دریافت کردند.

تخمین ها می گوید که میزان دریافت اشعه برای آنهائیکه در نزدیک نیروگاه بوده اند، 4 تا 20 برابر حد مجاز بوده است.

این بدین معنی است که از هر 10 نفر یکی یا تعداد 15000 نفر از کسانیکه در فاصله 30 کیلومتری نیروگاه بوده اند، بواسطه سرطان خواهند مرد.

دولت اکراین (Ukraine) در آنزمان اعلام کرد که 2000 تا 8000 نفر بواسطه حادثه چرنوبیل در این کشور از بین رفته اند.

تخمین ها می گویند ممکن است تعداد افراد تلف شده بیش از 15000 نفر باشد، حادثه چرنوبیل نیز تعداد زیادی مرگ فوری در چهار ماه اول همراه داشت.

کارگرانی که از این حادثه جان سالم بدر برده اند، اولین کاندیدهای سرطان هستند و تعداد زیاد دیگری به سرطان تیروئید ناشی از دریافت ید 131 گرفتار شده اند.

اشعه مواد رادیواکتیو نیز در سرتاسر اروپا منتشر شد.  بر اساس تخمین تعداد 12000 نفر تا پنجاه سال آینده به واسطه امراض مرتبط با این ماده از بین خواهند رفت.

عده ای پا را فراتر گذاشته و می گویند، ابعاد این حادثه بسیار وخیم تر از آنست که تصور می شود، و بیان می دارند که انتشار اشعه های رادیواکتیو حادثه چرنوبیل، تا سالهای  سال ادامه داشته و یک میلیون نفر را به کام مرگ می کشاند.

مفهوم کلیدی:

چند حادثه بسیار مهم در نیروگاههای هسته ای بوقوع پیوسته است که خسارت فراوان جانی و مالی به بار آورده اند، این حوادث بواسطه خطاهای انسانی و کارکرد ناقص سیستمهای مکانیکی بوقوع پیوسته است. مطالعات و تخمین ها می گویند، در آینده باید منتظر حوادث بیشتری باشیم، حوادث احتمالی آینده، هزینه های اجتماعی، اقتصادی و محیط زیستی فراوانی را بر جای خواهند گذاشت.

 

انهدام زباله های هسته ای و اتمهای ناپایدار:     (مهم)

نیروگاههای انرژی هسته ای، تاسیسات جنگ افزارهای اتمی، معادن استخراج سنگ اورانیوم و تاسیسات فرآیندی خالص سازی اورانیوم ، مقادیر بسیار زیادی ضایعات و  زباله های رادیواکتیو (Radioactive Waste Materials) تولید می نماید.

برای سالهاست که این مواد ضایعاتی خطرناک در جهان بنحو بسیار نامناسبی دفع می گردد.  برای مثال میلیونها تن پسماند رادیواکتیو نزدیک کارخانه های معادن اورانیوم رها شده است، بعضی وقتها درسواحل بعضی از رودخانه ها نیز این ضایعات یافت می شوند. ضایعات با سطح پائین مواد رادیواکتیو از نیروگاههای هسته ای و سایر تاسیسات( بیمارستانها و آزمایشگاه ها) در مکانهای دفن سطحی و کم عمق (Landfills)، نگهداری می شوند.

 

در بعضی موارد این گونه ضایعات خطرناک در جعبه ها و بشکه های فلزی قرار داده شده و سپس دفن می گردند، در چنین شرایطی امکان نشت مواد رادیواکتیو در آبهای سطحی و زیرزمینی وجود دارد.

تا دهه 1960 میلادی، ضایعات و پسماندهای رادیواکتیو سطح پائین و متوسط، غالباً در دریا رها می گردید، البته این روش در بعضی از نقاط جهان همچنان ادامه دارد، سواحل لندن و امریکا، مثلاً در واشنکتن، حداقل یک پایگاه سخت افزار هسته ای، ضایعات و پسماند های اتمی خود را در تانکهای زیرزمینی نگهداری می کنند، این مواد پس از مدتی نشت کرده و آبهای زیرزمینی را آلوده می سازد.

از زمانیکه این تاسیسات شروع به کار کرده اند، حداقل چند صد میلیون لیتر پسماند رادیواکتیو با دوز (Dose) بالا تولید کرده اند.

از سال 1958 میلادی، حداقل 2 میلیون لیتر فاضلاب رادیواکتیو از تانکهای  زیرزمینی به خاک و احتمالاً آبهای زیرزمینی واقع در واشنگتن، سرازیر گشته است، تقریباً به مقدار 150 میلیون لیتر هم در تانکهای ذخیره نگهداری می شود که مستعد نشت می باشند.

پسماندهای رادیواکتیو با دوز (Dose) پائین، حداقل برای 300 سال سمی و خطرناک باقی می مانند. نیمه عمر (Half-life) یک پسماند رادیواکتیو با مقدار بالا که اساساً محصول راکتورهای هسته ای است، پلوتونیم 239(Plutonium -239)

(PU -239)، 24000 سال است.

بعنوان یک قانون معمولی، معمولاً هشت نیمه عمر طول می کشد تا این محصول به جرم امنی خود که به یک یا صفر درصد است کاهش یابد، در چنین حالتی پلوتونیم، ایمن است و خطری برای حیات ندارد.

یعنی در واقع 200000 سال طول می کشد تا پلوتونیم 239 (PU -239) به حالت ایمن برگردد. پیش بینی می شود تا سال 2015 میلادی فقط در امریکا میزان  83000 تن زباله هسته ای با میزان رادیواکتیو بالا تولید گردد.

مفهوم کلیدی:

نیروگاههای هسته ای در بعضی از کشورها تاریخی نسبتاً طولانی دارند، در سالهای اولیه ایجاد نیروگاه، پسماندهای هسته ای زیادی بدون توجه به خطرات در طبیعت و محیط زیست رها می گردید و مقدار زیادی نیز در انبارهای نیروگاهها نگه داری می شد. در اغلب کشورهائی که نیروگاه هسته ای دارند، مکانیزم مشخص و معینی برای امحاء کامل زباله ها و پسماندهای هسته ای وجود ندارد.

 

مقبولیت اجتماعی و هزینه های مترتب بر انرژی هسته ای:

مقبولیت احتماعی و هزینه های مترتب بر انرژی هسته ای دو عامل مهم کنترل کننده در استفاده از این نوع انرژی هستند.

واقعیت این است که مردم از ساخت و ایجاد هر نوع نیروگاه یا صنعتی در نزدیکی محل سکونت شان ناراحتند و بخاطر مزاحمت های گسترده ای که صنایع مخصوصاً نیروگاههای هسته ای بر کیفیت انواع خدمات شهری ایجاد می نماید، از پذیرش عمومی نازلی بر خوردارند.

خلاصه اینکه ایجاد نیروگاههای هسته ای در جوار شهرها، امکان نشت مواد رادیواکتیو و انتشار آنها در محیط زیست را میسر می سازد و برای سلامت جامعه فوق العاده، خطرناک است.

مسئله دیگر اینکه هزینه های مترتب بر ساخت، نگهداری و داهبری نیروگاههای هسته ای زیاد بوده و بر گشت هزینه ها نیز بکندی انجام می گردد، لذا دولتها به صورت داوطلبانه تمایل به ساخت این گونه تاسیسات ندارد.

 

مفهوم کلیدی:

نیروگاههای هسته ای بخاطر ایجاد مزاحمت های گسترده ای که بر شهرها می گذارند از نظر اجتماعی از مقبولیت بالائی برخودار نمی باشند، مضافاً اینکه هزینه های بالای مترتب بر این امر، یعنی هزینه بالا در ساخت، راهبری، تعمیر  و از کار اندازی(Decommissioning) نیروگاه، باعث می گردد که بخش عظیمی از ثروت یک ملت در دل این راکتورها جاسازی گردد و منافع کمی را هم نصیب یک ملت نماید. بدین ترتیب عدم مقبولیت گسترده اجتماعی و هزینه بالا بعلاوه مشکلات وحشتناک محیط زیستی از عواملی است که می تواند سد راه ایجاد این صنعت گردد .

 

اشاعه جنگ افزارهای هسته ای:

(The Proliferation of Nuclear Weapons)

حداقل تعداد 11 کشور جنگ افزارهای هسته ای را در اختیار دارند. از میان همه کشورهای دارنده سلاح هسته ای تنها کشور جعلی و رژیم غاصب صهیونیستی دارای تعداد فراوان از این سلاح مرگبار هسته ای است، و در استفاده از آن برای کشتار همسایگان و سایر ملل هیچ ابائی ندارد، آنها به بهانه های مختلف مردم کشور مستقل فلسطین را می کشند، اعراب را به حمله تهدید می کنند و حتی حاضرند بمب هسته ای بسوی دیگران پرتاب کنند، متاسفانه جهان در این خصوص ساکت است.امریکائیها هم که با پرتاب بمب هسته ئی روی هیروشیما و ناکازاکی ژاپن وحشتناکترین جنایت تاریخ بشری را رقم زدند

کره شمالی، امریکا، ژاپن، چین، هندوستان، پاکستان، شوروی، بریتانیا، فرانسه و چند کشور دیگر از سلاح هسته ای برخوردارند، و تعداد زیادی از دیگر کشورها دانش فنی لازم را برای تولید این سلاح مرگبار در اختیار دارند.

پلوتونیوم (Plutonium) استفاده شده در بمب های اتمی از راکتورهای هسته ای مخصوص و جنگ افزارهای معمولی بدست می آید.

منتقدین می گویند ، گسترش نیروگاههای هسته ای در جهان باعث می گردد، پلوتونیم با درجه ساخت بمب هسته ای در اختیار همه کشورها قرار گیرد و اگر سوخت هسته ای توسط گروههای تروریست دزدیده شود، براحتی می تواند به بمب های دست ساز تبدیل شده و در جهت کشتار مردم  مورد استفاده قرار گیرد.

لذا در نحوه استفاده از این ماده مرگبار باید نهایت تلاش صورت گرفته تا بتوان استفاده از این ماده را برای هرگونه کاربری تعطیل نمود.

مفهوم کلیدی:

کشورهای دارای نیروگاههای هسته ای می توانند از ضایعات هسته ای نیروگاه، بمب های اتمی تولید کنند.

 

راکتورهای زایش گر: (Breeder Reactors)

ذخائر اورانیوم 235 (Uranium -235) جهان که در راکتورهای آب سبک مورد استفاده قرار  می گیرد در صورتیکه به میزان فعلی از آنها برداشت و استفاده گردد، فقط برای چند صد سال کفایت می کند.

افزایش در تولید نیروی برق از نیروگاههای هسته ای تا حدود زیادی می تواند ذخائر اورانیوم را در جهان کاهش دهد، چون منابع اورانیوم محدود است. لذا صنعت هسته ای باید جایگزین والترنایتوهائی در اختیار داشته باشد. نوع معمول این جایگزینی (Breeder Reactorراکتور زایشگر نام دارد.

راکتورهای زایشگر، عملیات شکافت را همانند راکتورهای آب سبک انجام می دهند، این راکتورها علاوه بر تولید نیروی برق، قادرند

اورانیوم 238(Uranium -238) که ایزوتوپی از اورانیوم است و بعنوان سوخت در راکتورهای آب سبک استفاده نمی گردد را به سوخت راکتور که پلوتونیم 239 (Plutonium- 239) است، تبدیل کند.

در راکتورهای زایشگر، نوترنها با حرکت سریع از میزان بسیار کم پلوتونیوم 239 که در اطراف میله های سوخت قرار دارد، با اورانیوم 238 (U-238) غیر قابل شکافت که در اطراف هسته مرکزی راکتور است، برخورد کرده و U-239 غیر قابل شکافت را به PU-239 قابل شکافت تبدیل می کنند.

بلحاظ تئوریک برای هر 100 اتم PU-239 که در واکنش های شکافت مصرف می شود، تعداد 130 اتم PU-239تولید می گردد و بنابراین چون تولید

PU-239 مداوم اضافه می شود، این راکتور زایشگر (Breeder) نام گرفته است.

جذابیت راکتورهای زایشگر در منبع سوخت آنها است، یعنی اورانیوم - 238 (Uranium -238). این اورانیوم در پسماندهای کارخانه های فرآیند اورانیوم و در سوخت مصرف شده از راکتورهای شکافنده معمولی، یافت می شود، و عمدتاً محصولی ضایعاتی است.

استفاده از این محصول در راکتورهای زایشگر سریع، مشکلات مخصوص بخود را دارست، هزینه بالا و تولید با زایش کند P-239 در زایشگر، و سایر مشکلات محیط زیستی احنمالی، نیز از جمله نقایصی است که بر این راکتورها مترتب است.

مفهوم کلیدی:

راکتورهای زایشگر برای تولید انرژی و سوخت رادیواکتیو طراحی می شوند، این سوخت عمدتاً از مواد ضایعاتی فراوان غیر قابل شکافت اورانیوم 238  است، در صورتیکه این ماده ضایعاتی در راکتورهای فوق بعنوان سوخت مورد استفاده قرار گیرد ، به پلوتونیوم 239 تبدیل شده و قابلیت تولید اضافی P-239 را نیز پیدا می کند، لذا زایشگر نامیده شده است، متاسفانه راکتورهای زایشگر ساخت پرهزینه ئی دارند و 30 سال طول می کشد تا سوخت رادیواکتیو مورد نیازی را که مصرف می کنند، تولید کنند.

 

 

گداخت هسته ای . (Nuclear Fusion):

خورشید ما منبع واقعی تمام اشکال انرژی است. حتی انرژی سوخت های فسیلی ما خورشیدی است.

اگرجه این سوخت های فسیلی از مواد ارگانیک تشکیل شده اند، ولی زمانی از نور خورشید بعنوان انرژی استفاده می کرده اند.

انرژی خورشیدی در آن زمانهای بسیار دور و دراز، توسط گیاهان همان زمان به دام می افتاد و سپس با دردسرهای مختلفی(پشت سر گزراندن صحنه های محشتناک تکاملی) به ذغال سنگ تبدیل گشته است و ما امروزه آن را بعنوان سوخت فسیلی از اعماق زمین بیرون کشیده و استفاده می کنیم.

نفتی که ما استفاده می کنیم از میکروارگانیزمها (Microorganisms) بد ست آمده است.

مکانیزم عمل تولید انرژی از خورشید بشرح ذیل است:

هنگامیکه دو هسته هیدروژن بهم دیگر متصل می شود یا جفت میگردند، یک هسته بزرگتر را شکل می دهند، این هسته هلیم (Helium) نام دارد.

گداخت نیازمند درجه حرارت بسیار بالائی است، البته این درجه حرارت بالا، برای غلبه بر دفع و گریز الکتروستاتیک هسته ی باردار مثبت است

(Positively Charged Nuclei)

ا هنگامیکه هسته های هیدروژن در هم می آمیزند و گدازش صورت میگیرد، همزمان ضمن تشکیل و تولید هلیم (H -3) مقدار بسیار زیادی

(Large quantities) انرژی نیز (Energy) تولید میگردد.

دانشمندان امیدوارند با تحت کنترل در آوردن واکنش های گداخت

(Fusion Reactions) ، این انرژی در واقع پاک را مهار کرده و در جهت تولید برق از آن استفاده کنند.

اگر بشود راکتورهای گدازشگری ایجاد کرد که مقدار بسیار زیادی انرژی تولید کنند، جهان از شر کمبود انرژی خلاص خواهد شد. بخاطر اینکه منبع سوخت این نوع انرژی بسیار فراوان و  ارزان است.

آب دریا و اقیانوس برای تولید این نوع انرژی در اختیار ماست، لذا اگر جهان علم موفق به دانش گداخت گردد و بتواند بدین صورت یعنی با گداخت هسته ئی، انرژِی و برق تولید کند، حداقل برای چندین میلیون سال از این انرژِی لذت خواهد برد.

متاسفانه برای دست یابی به این انرژی ( گداخت هسته ای) مشکلاتی نیز وجود دارد.

اول اینکه: واکنش های گداخت هسته ای نیازمند درجه حرارت بالا هستند، یعنی برای اینکه یک واکنش صورت گیرد، صدها میلیون درجه سانتیگراد گرما نیاز است و تا کنون هیچ آلیاژی پیدا نشده است که بتواند در مقابل میلیونها درجه سانتیگراد حرارت مقاومت کند، فلزات شناخته شده در این درجه حرارت به بخار تبدیل می شوند(پس درجه حرارت بالا یک مانع مهم در این میسر است).

البته در سطح آزمایشگاهی فعالیت هائی انجام شده است و دانشمندان برای انجام واکنش های گداخت، راکتورهائی کوچکی طراحی کرده اند که مقادیر بسیار  کمی از سوخت را در هوا مابین یک مخزن راکتور فلزی معلق نگه داشته اند.

معروفترین تکنولوژی در واقع راکتورهای آزمایشی گداخت است که بسترهای مغناطیسی (Magnetic Confinements) نام دارند.

این راکتورها اساساً میدانهای مغناطیسی هستند که سوخت فوق العاده گرم و داغی (Superheated) را معلق نگه می دارند و گرمای ناشی از واکنش های گداخت هسته ای را بدام انداخته و برای جوشاندن آب و تبدیل آن به بخار مورد استفاده قرار می دهند.

این طراحی ها در حالت های اولیه بوده و دوران آزمایشی را سپری می کند و تا مرحله به تولید انبوه رسیدن و نهایتاً تولید انرژی، فاصله زیادی در پیش است.

اساساً در این طراحی ها، گرمای آزاد شده ناشی از واکنش های گداخت توسط یک لایه مایع لیتیوم مذاب بدام افتاده و برای گرم کردن آب مورد استفاده قرار میگرد.

این لایه لیتوم قادر است نوترونها را بدام انداخته و تریتیم (H-3) (یک هسته هیدروژن که شامل پروتون و دو نوترون است)، ایجاد کند نهایتا H-3 استخراج شده و بعنوان سوخت اضافه مورد استفاده قرار می گیرد.

دوم اینکه: مشکل اساسی که این تکنولوژی بهمراه دارد، در واقع تولید و رها سازی مقادیر زیادی مواد رادیواکتیو در محیط زیست است.

البته راکتور دیوتریم (H-2) و تریتیم (H-3) محتمل ترین و امکان پذیرش نوعی است که مورد استفاده قرار میگیرد ولی از آنجائیکه ترتیم رادیواکتیو بوده و چهار مواد رادیواکتیو در این حالت بسیار مشکل ایت.

این مهم بخاطر درجه حرارت بسیار بالا در هنگام واکنش های گداخت صورت میگیرد و لذا H-3 می توانند تاسیسات فازی موجود را سوراخ کرده و به داخل فضا منتشر شود.

سوم اینکه: راکتورهای گداخت مقدار بسیار فراوانی گرمای هدر رفته و ضایعاتی تولید می کنند، البته در خصوص گرمای ضایعاتی و هدر رفته و منتشر شده در فضا و اثر آن بر محیط زیست در آینده مفصل توضیح خواهم داد.

چهارم اینکه: واکنش های گداخت مقدار زیادی نوترون با انرژی بسیار بالا تولید می کنند، این نوترونها بر دیواره مخزنهای سوخت راکتور حمله کرده آنها را ضعیف و نهایتاً از بین می برند، لذا قطرات انفجار راکتور و سلامتی و تندرستی کارکنان مجموعه های مرتبط و سایر شهروندان نیز مطرح است.

مفهوم کلیدی:

هنگامیکه اتمها حاصل از گداخت هسته ئی در هم می آمیزند، مقادیر بسیار فراوانی انرژی تولید می گردد. راکتورهای گداخت توسط منابع سوخت گسترده ئی  پشتیبانی و حمایت شده و قادرند برای میلیونها سال انرژی تولید کرده و در اختیار انسان قرار دهند. ولی مشکلات تکنیکی (فنی) فراوانی دارند، هزینه بالا، خطرات وسیع محیط زیستی موانع عمدهائی هستند که توسعه این نوع انرژی را کند کرده است.

 

اصول عملیاتی توسعه پایدار سیستمهای انرژِی:

منابع انرژی باید بصورت مطلوبی منجر به محصول انرژی خالص گردند، یعنی انرژِی ئی که ما از منابع انرژی، (ذغال، نفت، گاز، شکافت و گداخت) بدست می آوریم باید بیش از آنچیزی باشد که برای آن سرمایه گذاری کرده ایم، بعبارتی هزینه استخراج، اکتشاف، مکان و غیره نباید بیشتر از محصول انرژی باشد، یعنی هر چه محصول انرژی بیشتر باشد، پسندیده تر است.

لازم است ،عرضه و تقاضای انرژی با هم دیگر مطابقت داشته باشند. از آنجائیکه انرژی از منابع و اشکال متنوعی حاصل میگردد و هر شکل از انرژی دارای کیفیت مخصوص بخود است، لذا باید از انرژیهای مختلف در جایگاههای مختلف استفاده نمود. مثلاً، برق، شکافت هسته ئی، گداخت هسته ئی، انرژیهای با کیفیت بسیار بالائی هستند و باید از آنها در تاسیسات ویژه استفاده نمود، با گاز طبیعی، بنزین، گازوئیل، ذغال سنگ و سایر که انرژیهای با کیفیت بالا هستند را می شود در کارخانه های تولید ذوب آهن بکار گرفت و نهایتاً انرژیهای با کیفیت متوسط، مثل انرژی گرمائی زمین، انرژی آب، انرژی بیولوژیک، شیست قیری و قطران را می توان برای استفاده های سبکتری در نظر گرفت، ولی استفاده مستقیم از انرژی خورشید در واقع بهترین پاکترین و دائمی ترین انرژی است که بشر می تواند براستی روی آن حساب باز کند. لذا استفاده خردمندانه از انرژی، نور خورشید برای گرم کردن خانه و سایر انرژیهای با کیفیت بالا برای راه اندازی صنایع می تواند در این مسیر راه گشا باشد.

جایگزینهای مناسب برای انرژی های آلوده زا به منظور کم کردن میزان آلودگی و بالا بردن سطح ایمنی مردم و محیط زیست بسیار ضروری است.

انرژی های جایگزین باید پاک، اقتصادی، ارزان، در دسترس همگان و عاری از ایجاد هر نوع آلودگی باشند.منابع انرژیهای تجدید مد نظر است

مفهوم کلیدی:

اگرچه جایگزین های فراوانی برای انرژی در دسترس است، ولی همه آنها پایدار نیستند. برای ایجاد یک سیستم انرژی پایدار در آینده، نیازمند آنالیز دقیق گزینه ها هستیم، گزینه ها باید در برگیرنده نیازهای واقعی سیاره زمین و انسان بوده و کارائی آن بالا باشد و مهمتر اینکه اثرات محیط زیستی سیستم پایدار انرژی در مرتبه بسیار پائین تری قرار گیرد. تجدید پذیر و همه سامانه های حیات بتوانند از آن استفاده کنند.

 

اولویت تاسیس سیستم های انرژی پایدار:

اقدامات ذیل در جهت ایجاد یک سیستم انرژی پایدار نقش اساسی دارند.

کارائی انرژی باید بصورت بسیار بالائی بهبود یابد، یعنی ماشین ها، خانه ها، تاسیسات، ساختمانها، کارخانه ها، وسائط نقلیه مسافری و غیره، هواپیماها، همه و همه باید بهبود کارائی یابند، برای انجام این مهم، تمام سیستمهای فوق باید مجدداً طراحی و با رویکرد حفاظت محیط زیست و حراست از انرژی دوباره سازی شوند.

جایگزین های تجدید پذیر و پاک برای نفت ، بدلیل محدودیت این منبع در دستور کار قرار گیرد. برای ذغالسنگ هم جایگزین مناسب لازم است. بخاطر اینکه ذغال سنگ عمدتاً برای تولید برق مورد استفاده قرار می گیرد و از نظر محیط زیستی سوختی بسیار پر هزینه برای محیط زیست است.

جایگزین گاز طبیعی که برای گرم کردن خانه ها و فرآیندهای صنعتی مورد استفاده قرار میگردد، نیز بسیار مهم و اساسی است و قبل از اینکه منابع این سوخت کاهش یابد باید گزینه مناسب برای جایگزینی تعیین گردد.

لذا برای ایجاد یک سیستم انرژی که بلحاظ اقتصادی و محیط زیستی پایدار باشد، لازم است اقدامات فوق در اولویت برنامه ها، قرار گیرد تا بتوان در این مسیر به توفیقاتی نائل آمد.

مفهوم کلیدی:

متخصصین علوم محیط زیست معتقدند، تلاشهای فراوانی برای بهبود کارائی تمام تکنولوژیهای انرژی لازم و ضروری است و آلترناتیوهائی(جایگزین) برای ذغال، نفت خام و مشتقات آن باید در دستور کار قرار داده شود. جایگزین های مناسبی برای گاز طبیعی (Natural gas)نیز ضروری است..

 

به امید برقراری عدالت محیط زیستی در سرتاسر تنها سیاره حیات(زمین)