انرژی هسته ای واتم
تهیه وتنظیم توسط حجّة الاسلام حاج سیدمحمدباقری پور
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...!
معرفی اورانیوم:
اورانیوم در معادن بصورت سنگ بوده و پس از تصفیه بنام "کیک زرد" نامیده می شود. در معدن ساغند که بزرگترین معدن ایران می باشد, بیش از 1.5 میلیون تن سنگ اورانیوم یافته شده که خلوص آن 553 گرم در یک تن است, یعنی در مجموع حدود 825 تن کیک زرد.
هزینه تولید اورانیوم (کیک زرد) برای هر معدنی متفاوت می باشد. قیمت فروش کنونی (2006) در حدود 40 دلار برای هر کیلوگرم است (گفته میشود کیک زرد 7% هزینه سوخت نیروگاه را تشکیل میدهد). معادن اورانیوم را به دو دسته بنابر هزینه تولید تقسیم کرده اند, تا 80 دلار و یا تا 130 دلار.
ادعا می شود که ذخایر ایران تا 15 هزار تن می باشند, یعنی در حدود 10 برابر مقدار یافته شده. اگر هم چنین باشد, این مقدار, حداکثر سوخت 75 سال یک نیروگاه می شود.
ذخایر نفت ایران در مقام سوم و گاز دوم در دنیا بوده با توجه به استخراج کنونی, ایران بیش از 87 سال نفت و 319 سال گاز خواهد داشت (ذخایر زیر دریای خزر بدرستی مشخص نشده اند). انرژی کل ذخایر اورانیوم ایران (یافته شده و احتمالی) معادل 11% تا 120% استخراج گاز در یک سال است. بعبارتی دیگر ذخایر گازی از لحاظ میزان انرژی بین 265 تا 2900 برابر ذخایر اورانیومی هستند.
شکافت و گداخت :
انرژی هسته ای، شکل اصلی دیگری از انرژی است که در داخل اتم قرار دارد . یکی از قوانین جهانی این است که انرژی نه تولید پذیر است و نه از بین رفتنی ، اما به شکلهای دیگر قابل تبدیل است.
ماده را می توان به انرژی تبدیل نمود. آلبرت انیشتن ، مشهورترین دانشمند جهان ، فرمول ریاضی خاصی را برای شرح این نظریه ارائه نموده است : E = MC2
برطبق فرمول فوق انرژی (E) برابر است با جرم (m) ضربدر سرعت نور به توان دو .لطفاً توجه داشته باشید که بعضی از نرم افزارهای وب قادر به نمایش توان روی شبکه نیستند. معمولاً مجذور C توسط قرار دادن عدد 2 کوچک در بالا و سمت راست C نشان داده می شود. دانشمندان از معادله انیشتن برای آزاد سازی انرژی نهفته در اتم و نیز جهت ساخت بمب اتمی استفاده نمودند.
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 توسط الکترونهایی احاط شده که بدور آنها می چرخند، درست مثل گردش زمین به دور خورشید.
شکاف هسته ای:
هسته اتم می تواند شکافته شود. زمانیکه این مسئله رخ میدهد، مقدار زیادی انرژی آزاد می شود. این انرژی به دو صورت گرما و نور است. انیشتن معتقد بود که مقدار کوچکی از ماده حاوی مقدار زیادی انرژی است. زمانیکه این انرژی ، آهسته از اتم خارج می شود ، می توان آنرا مهار نمود و تولید برق نمود. اما زمانیکه انرژی موجود در هسته اتم بطور ناگهانی آزاد می شود ، انفجار عظیمی مانند بمب اتم رخ میدهد.
اورانیوم عنصری است که در اکثر مناطق جهان از زیرزمین استخراج می شود. اورانیوم بعداز مرحله کانه آرایی بصورت قرصهای بسیار کوچکی در داخل میله های بلند قرار گرفته و داخل رآکتور نیروگاه نصب می شوند. کلمه «Fission» به معنی شکافت است. در داخل رآکتور یک نیروگاه اتمی ، اتمهای اورانیوم تحت یک واکنش زنجیره ای کنترل شده ، شکافته می شوند. در یک واکنش زنجیره ای ، ذرات حاصل از شکافت اتم به سایر اتمهای اورانیوم برخورد کرده و باعث شکافت آنها می گردند. هریک از ذرات آزاد شده مجدداً باعث شکافت سایر اتمها در یک واکنش زنجیره ای می شود. درنیروگاههای هسته ای ، معمولاً از یک سریمیله های کنترل جهت تنظیم سرعت واکنش زنجیره ای استفاده می گردد. 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 نیروی زیادی در کنارهم قرار گیرند. چنین شرایطی در یک رآکتور هسته ای وجود ندارد.
واکنشهای زنجیره ای همچنین باعث تولید یک سری مواد رادیواکتیو می شوند. این مواد در صورت رهایی می توانند به مردم آسیب برسانند. بنابراین آنها را به شکل جامد نگهداری می کنند. این مواد در گنبدهای بتنی بسیار قوی نگهداری می شوند تا در صورت بروز حوادث مختلف ، خطری بوجود نیاید.
واکنشهای زنجیره ای باعث تولید انرژی گرمایی می شوند. این انرژی گرمایی برای جوشاندن آب در قلب رآکتور مورد استفاده قرار می گیرد. بنابراین، به جای سوزاندن سوخت ، در نیروگاههای هسته ای ، اتمها از طریق واکنش زنجیره ای شکافته شده و انرژی گرمایی تولید می کنند. این آب از اطراف رآکتور به قسمت دیگری از نیروگاه فرستاده می شود. در این قسمت که مبدل گرمایی نامیده می شود، لوله های پر از آب حرارت داده شده و بخار تولید می کنند. سپس بخار حاصله باعث گردش توربین و درنتیجه تولید برق میشود.
گداخت هستهای، انرژی هستهایِ ”پاک:“
گداخت هستهای که (همجوشی یا جوش هستهای نیز نامیده میشود) در واقع تولید انرژی است به شیوهای که در کرة خورشید انجام میگیرد. این اندیشه ممکن است جنونآمیز به نظر آید، اما عملی و امکانپذیر است؛ یا تقریباً امکانپذیر است.برای فهم بهتر مسئله بیایید به قلب یک ستاره نگاه کنیم در آنجا چه میبینیم؟ میبینیم که هستههای اتم ها در قلب ستاره، درهم ادغام میشوند و هستههای بزرگتری را تشکیل میدهند. این واکنشی که ”گداخت“ یا همجوشی هستهای نامیده میشود، همواره با انتشار مقدار عظیمی از گرما و نور همراه است. اگر بتوانیم این واکنش را که در خورشید و ستارگان دیگر به طور عادی انجام میگیرد در کرة زمین ایجاد و کنترل کنیم، خواهیم توانست به مقدار عظیمی از انرژی دست یابیم. مشکل اینجاست که نیرویی به نام ”الکترومغناطیس“ وجود دارد که اتمها را از هم دور میکند، مانند دو آهنربا که بخواهند قطب شمال یا قطب جنوبشان را به هم بچسبانند.
تا سال 2050 باید منتظر بمانیم:
برای آن که اتم ها را وادار کنیم که بر نیروی الکترومغناطیس غلبه کنند و درهم ادغام شوند، باید دو شرط لازم را، که در ستارگان به طور طبیعی وجود دارند،در کرةزمین پدید آوریم: تجمع حداکثر اتمها در کوچکترین حجمِ ممکن و ایجاد دمایی به میزان 50 میلیون درجة سانتیگراد! چرا چنین دمایی لازم است؟ چون هر چه دمای یک گاز بالاتر باشد، سرعت عناصر متشکلة آن بیشتر خواهد شد، و بنابراین امکان برخورد این عناصر نیز بیشتر و در نتیجه امکان همجوشی و ادغام نیز افزایش خواهد یافت.
نخستین شرط لازم ، با به دام انداختن اتم ها در یک آهن ربای عظیم ، به شکل سیب توخالی، تحقق مییابد. (البته از این اتمها یک الکترون برداشته شده است تا باردار شوند.) برای تحقق شرط لازم دوم، باید هم چیز رادر یک ”اجاق دارای میکروموج“ بپزیم. دانشمندان به همجوشی دوتریوم و تریتیوم (دو گونة هیدروژن) در تأسیساتی که توکاماک (Tokamak) نام دارند، موفق شدهاند، اما این همجوشی مدت بسیار کوتاهی دوام داشته، و انرژیای که برای انجام واکنش مصرفشده، بیش از انرژی به دست آمده بوده است.
بنابراین تولید انرژی از راه همجوشی هستهای فعلاً نه سودآور است، و نه چندان جاافتاده و عملی است. در واقع پیش از سال 2050 در تولید الکتریسیته از این طریق توفیق نخواهیم یافت.
اما با وجود همه مشکلات، عدهای از دانشمندان به امکانپذیر بودن تولید انرژی از طریق همجوشی هستهای باور دارند. اگر آنان روزی موفق به مهار این انرژی شوند، میتوان گفت که بشر راهحلی پایدار، مطمئن و نسبتاً پاک برای تولید انرژی پایانناپذیر یافته است. میگوییم: پایانناپذیر، چون دو اتم دتریوم و تریتیوم به سادگی و با استفاده از آب تولید میشوند؛ مطمئن، چون همجوشی هستهای، برخلاف شکافت هستهای، واکنشی است که میتوان آن را به سهولت متوقف و مهار کرد: کافی است که شیر لولههای دتریوم و تریتیوم را ببندیم؛ و میگوییم: و انرژی نسبتاً پاک، چون هلیوی که در این واکنش تولید میشود رادیواکتیو نیست و رادیواکتیویتة نوترون آزاد شده نیز ظرف پنجاه سال کاهش مییابد: پس با گرفتاری خاص شکافت هستهای و نیروگاههای هستهای مرسوم و معمول مواجه نخواهیم شد که نمیدانیم با پسماندهای رادیواکتیو آنها تا میلیونها سال بعد، چه باید بکنیم.
در قلب ”توکاماک“ :
همجوشی دتریوم و تریتیوم با آزاد شدن مقدار عظیمی گرما همراه است. این گرما از طریق مدار اولیه بازیابی میشود و به مدار ثانویه انتقال مییابد. سرانجام بخار تولیدشده در مدار ثانویه است که توربین را به کار میاندازد.
دتریوم و تریتیوم در دمای بسیار بالا با هم برخورد میکنند. هستههای دو اتم در هم میجوشند یا ادغام میشوند، تا یک هستة هلیوم پدید آورند. یک نوترون و نیز مقدار بسیار زیادی انرژی هم آزاد میشود.
فرایند غنی سازی اورانیوم :
کاربرد و شیوه های مختلف جداسازی یا غنی سازی اورانیوم 235
در طبیعت اورانیوم شامل کمتر از یک درصد ایزوتوپ اورانیوم 235 است. مواد انفجاری هسته ای به اورانیومی که حداقل دارای 20 درصد اورانیوم 235 غنی شده است نیاز دارند. بطور ایده آل اورانیوم 235 نود درصدی بکار می رود. برای افزایش درصد اورانیوم 235 به اورانیوم 238، اورانیوم باید "غنی سازی" شود.
چرخه سوخت اورانیوم با استخراج و آسیاب کانسنگ اورانیوم جهت تولید "کیک زرد" شروع شده و سپس به هگزافلوراید اورانیوم (UF6) تبدیل می شود. ماده اخیر پس از آن غنی سازی می شود تا به سوخت هسته ای مبدل گردد.
فرایندهای جداسازی و غنی سازی ایزوتوپ اورانیوم:
این روشها عبارتند از: 1) جداسازی ایزوتوپی الکترومغناطیسی 2) دیفوزیون گرمایی 3) پخش دیفوزیون گازی 4) سانتریفوژ گازی) 5)فرایندهای آئرودینامیکی 6) جداسازی ایزوتوپی لیزری – که شامل دو روش زیر است:
الف) جداسازی ایزوتوپی لیزری با بخار گازی (AVLIS) (atomic vapor laser isotope separation)
ب) جداسازی ایزوتوپی لیزری مولکولی (MLIS) (molecular laser isotope separation) 7) تبادل یونی و شیمیایی 8) فرایند جداسازی پلاسمایی (PSP) در تمام صنعت هسته ای دنیا، اورانیوم بوسیله یکی از دو روش: پخش گازی و سانتریفوژ گازی غنی می شود.
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 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 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
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، و موارد دیگری چون تشخیص کم خونی ، کنترل رادیو داروهای خوراکی و تزریقی و ...تشعشعات MRI در درمان افسردگیها مؤثراست .
بر اساس مطالعه صورت گرفته از سوی دانشمندان آمریکایی مشخص شد که اسکنرهای به کار گرفته شده در ام.آر.آی کمکهای شایانی جهت کاهش اثرات افسردگی در افراد میکند.
دانشمندان آمریکایی مدرسه دارویی هاروارد این کشور در تحقیقات اخیر خود کشف کردند که اسکنرهای ام.آر.آی به کار گرفته شده در معالجات پزشکی و درمانی که تصاویر درونی از بدن ارایه میدهند، میتوانند اثرات مشابهی با دیگر راههای درمانی کاهش افسردگی داشته باشند.
این گروه از دانشمندان آمریکایی در تحقیقات خود از یک نوع دستگاه اسکنر قدیمی ام.آر.آی موسوم به EP-MRSI استفاده کردهاند که در زمینه تصویربرداری از مغز انسان به کار برده میشود.
با این حال کارشناسان پزشکی انگلیس معتقدند که شکها و تردیدهای فراوانی نسبت به این نوع درمان جالب و در نوع خود بینظیر وجود دارد.
آنها همچنین نسبت به نتایج این تحقیقات ابراز تردید کرده و میگویند که نیازست تا تحقیقات بیشتری در این زمینه صورت گیرد.
این گروه از دانشمندان متوجه شدند که موشهای آزمایشگاهی که دچار افسردگی بوده و درمانی برای آنها پیدا نشده است، در مقایسه با موشهای افسرده دیگر که تحت تشعشعات اسکنرهای ام.آر.آی قرار نگرفتهاند، بهبود قابل توجهی در خصوص کاهش اثرات افسردگی یافتهاند.
نتایج این تحقیقات در ژورنال درمانهای بیولوژیکی آمریکا به چاپ رسیده است.
این دانشمندان پس از آن این مطالعه را صورت دادند که پزشکان گزارش دادند با استفاده از دستگاههای اسکنر ام.آر.آی نتایج قابل توجهی در خصوص کاهش اثرات افسردگی مشاهده کردهاند.
دکتر بروس کوهن، از پزشکان برجسته بیمارستان مکلین در ماساچوست آمریکا که با مدرسه دارویی هاروارد این کشور همکاری دارد، اعلام کرد که این یافتهها در خصوص کاهش اثرات افسردگی بسیار چشمگیر و قابل توجه هستند.
وی در ادامه گفت: موشهایی که تحت تاثیر تشعشعات دستگاههای اسکنر ام.آر.آی قرار گرفتهاند، رفتارهایی از خود نشان میدهند که نشان دهندهی کاهش اثرات افسردگی موجود در آنهاست.
وی معتقدست، به این دلیل است که باید نسبت به نتایج این تحقیقات امیدوار بود.
با این حال بسیاری دیگر از کارشناسان امور پزشکی بر این باورند که در مجاورت تشعشعات دستگاههای اسکنر ام.آر.آی قرار گرفتن، لطمات زیادی را به بدن وارد میکند.
ویلیام کارلزون، از پزشکان برجسته آمریکایی معتقد است که این نوع پرتوها میتوانند برای بیماران مضر باشد.
وی معتقد است هنگامی که بدن انسان در مجاورت پرتوهای بسیار شدیدتر ام.آر.آی قرار میگیرد، تا بدین وسیله پزشکان بتوانند تصاویر بهتری از مغز انسان تهیه کنند، در آن موقع است که بدن در معرض خطرات بیشتری قرار میگیرد.
گفته میشود هنگامی که مردم در مجاورت پرتوها اسکنرهای ام.آر.آی قرار میگیرند، چنین فرض میکنند که هیچ چیزی اتفاق نمیافتد و تنها تصویر سادهای از مغز آنها گرفته میشود، با این حال باید این حقیقت علمی را پذیرفت که بدن آنها در واقع در معرض حوزههای الکتریکی و مغناطیسی قرار دارد که این تشعشعات میتواند اثرات زیانباری برای بدن داشته باشند که تا کنون اطلاعی از آنها در دست نبوده است.
گروه دیگر از پزشکان نیز معتقدند، استفاده از این تحقیقات و نتایج عملی آن باید با احتیاط فراوان مورد استفاده قرار گیرد. آنها میگویند از آنجایی که موشها شباهت خیلی زیادی به وضعیت بدنی بیماران ندارند، باید مراقب بود تا لطمهای به بیماران وارد نشود.
این در حالی است که بسیاری دیگر از پزشکان نیز از شنیدن خبر انتشار چنین تحقیقی شگفتزده شدهاند و اعلام کردهاند که انجام تحقیقات بیشتر در این زمینه ضروری است.
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 هسته ای 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.
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.
کاربردهای دیگر فیزیک هسته ای:
برای کشف مطلبی اگر احتیاج به تجزیه و تحلیل موادی باشد که هیچ گونه امکان کنترلی روی آن نیست چه کاری می توان 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 می توانیم بکنیم؟ البته می توان 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 می کنیم، نمونه رادیواکتیو شده را در یک راکتور تحقیقاتی به وسیله نوترون بمباران می کنیم. با جذب نوترون نمونه پایدار شده و اتم های جسم مورد آزمایش نیز رادیواکتیو می شوند و تابش می کنند. 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 تابش ها می توان نوع و میزان عناصر تشکیل دهنده نمونه را مشخص کرد. از این روش می توان برای ردیابی آلودگی هوا و هم چنین آلودگی دریا توسط نفت کش ها استفاده کرد. با آزمایش 40 نوع نفت مختلف که در نقاط مختلف جهان استخراج می شوند 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 می شود با نفت نقطه دیگر دنیا متفاوت است.
هنگامی که مواد نفتی در جایی مشاهده می شوند نمونه ای از آن به آزمایشگاه برده شده و در معرض تابش نوترونی قرار می گیرد و به این ترتیب عناصر مختلف آن و مقدار آنها مشخص می شود. و می توان 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 می شود. و سپس به وسیله همان روشی که در بالا توضیح داده شده نوع و مقدار عناصر زیان آور موجود درا آن مشخص می شود. با تهیه نقشه های برای آلودگی هوا مشابه نقشه های تغییرات جوی، می توان پیش گویی هایی در مورد آلودگی هوا انجام داد و اقدامات لازم را در رابطه با پاکیزه نگه داشتن هوا انجام داد.
یکی دیگر از کاربردهای تابش های هسته ای تصویر برداری است. همانطور که می دانید برای تصویر برداری از اجسام تیره ( کدر ) مثل بدن انسان از اشعه ایکس استفاده می شود. 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 می توان عکس برداری کرد. اشعه گاما خیلی از اشعه X قوی تر است و می تواند 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.
ردیابی ایزوتوپ رادیواکتیو را تقریباً در تمام مراحل تأسیسات صنعتی پتروشیمی می توان 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 می گیرند 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 می آورند، در تأسیسات تصفیه و پالایش از ردیابی های ایزوتوپ های رادیواکتیو جهت دنبال کردن مواد پتروشیمی و آماده سازی آنها در قسمتهای مختلف استفاده می شود. در مرحله نهایی محصولات مواد نفتی تصفیه شده جهت تعیین درجه خالص بودن آنها با استفاده از ایزوتوپهای رادیواکتیو آزمایش می شوند در هنگام انتقال مواد نفتی در فاصله های زیاد، چون شرکتهای مختلف نفتی از لوله های نفت مشترک استفاده می کنند ردیابی ایزوتوپی مختلف جهت علامت گذاری ابتدای انتقال هر محموله نفتی به کار برده می شوند.
حال به نظر شما تاسیس نیروگاه های هسته ای در ایران به نفع مردم خواهد بود یا به ضرر آنها؟
............
منابع:
http://ghajargir.persianblog.com / 1.
2.http://bionuclear.mihanblog.com/post-8.ASPx2
3.http://www.knowclub.net/paper/?p=133
http://www.balochacademist.blogfa.com/post-140.aspx
@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@
اهمیت انرژی هسته ای
نویسنده : دکتر احمد قریب
چند شب قبل در یک مصاحبه تلویزیونی موضوع اهمیت انرژی هسته ای یکی از سوالا ت مسوول برنامه بود.
از آنجائی که نگارنده طرف مصاحبه بود و از طرف دیگر این سوال به ذهن بسیاری از مردم می آید لذا لا زم دیدم از طریق جراید و البته به اختصار و در حوصله عمومی به آن بپردازم.
انرژی هسته ای از نظر تولید الکتریسیته، اگر به درستی و اصولی به توسعه تکنولوژی و بهره برداری آن پرداخته شود، انرژی نسبتا پاک، فراوان و ارزان با عمر نسبتا درازتر خواهد بود.
گرچه انرژی های تجدید پذیر مثل باد و آفتاب بسیار تمیزتر محسوب می شوند ولی اولا دسترسی و توسعه آن در همه جا میسر نیست وهمچنین تا به امروز هزینه واحد تولید الکتریسیته از طریق انرژی های تجدید پذیر در مقام مقایسه با انرژی های فسیلی و حتی هسته ای هنوز خیلی گرانتر است. امید است تا آینده نه چندان دور تکنولوژی های بهره برداری از این نوع انرژی ها نیز اقتصادی و قابل رقابت با بقیه منابع انرژی شود.
اهمیت انرژی هسته ای وقتی بهتر درک می شود که دریابیم:
اولا انرژی های فسیلی بسیار محدود و روبه اتمام هستند.
ثانیا مواد فسیلی در زندگی امروز و فردای بشر مصارف دیگری دارند که هم به لحاظ ارزش افزوده و هم به لحاظ نوع و کیفیت استفاده، اجتناب از آن غیر ممکن است.
ثالثا سوزاندن آن به شکل های امروزی، محیط زیست را به شدت مخاطره آمیز و نهایتا زندگی سالم را در سرتا سرزمین نامیسر می گرداند.
رابعا با توضیحی که داده خواهد شد با استفاده از نسل های جدید راکتورهای هسته ای شکاف عمر منابع انرژی هسته ای از مرز حدود 100 سال به هزاران سال خواهد رسید.
خامسا با پیدایش زیربناهای تکنولوژیکی، علمی و دانشگاهی و امکان بهره برداری از انرژی هسته ای گداخت تمامی منابع هیدروژن، لیستیم و ... در سرتاسرگیتی بالقوه تبدیل به منابع انرژی هسته ای می شوند.
آنچه که در بالا در مورد انرژی هسته ای گفته شد بخشی از فعالیت های آشکار آن است. بخش دیگری از بهره برداری های صلح آمیز از انرژی هسته ای که ظاهرا مغفول مانده است، صدها نوع کاربردهای متنوع در زندگی روزمره مردم و چرخش ساز وکار ناشی از آن است که مجموع این بازدهی و پیشرفت ها حاصلی بیش از استحصال نیرو از این منابع بزرگ خدادادی دارد.
ح است که سلسله این تکنولوژی(هسته ای) و ریشه گرفتن آن در کشور و بردن آن به میان مردم فقط بر مبنای دانش، خرد ورزی، خردمندی، تلا ش مداوم و استراتژی مبتنی بر واقعیات جهان داخل و خارج و حفظ منافع ملی ممکن و میسراست. حصول به تکنولوژی هسته ای به جز تعامل با تمامی دانش پژوهان، دانشگاهیان و استفاده از تجارب کشورهائی که قبلا این راه را طی کرده اند میسر نیست.
نابرده رنج گنج میسر نمی شود
مزد آن گرفت جان برادر که کار کرد
این اهمیت براساس آمار وارقام به طور مختصر به شرح زیر است:
براساس گزارش های رسمی آژانس بین المللی انرژی اتمی به استناد منابع تورم، ذخیره محاسبه شدن قطعی جهانی اورانیم با قیمت کمتر از 80 دلا ر برای هر کیلو حداقل ده میلیون تن است.
چنانچه در نظر گیریم هر راکتور یک هزار مگاواتی 50 سال عمر کند و هرسال 200 تن اورانیم مصرف کند حداقل برای مصرف یک هزار راکتور حرارتی برای مدت فوق ذخیره موجود است. چنانچه ذخایر جدید وانواع دیگر به آن اضافه شود، این زمان تا 2 یا 3 برابر نهایتا افزایش خواهد یافت. ولی چنانچه راکتورهای نسل سوم وچهارم از نوع سریع وزاینده مورد استفاده قرار گیرند، عمر این منابع رادیواکتیو تا 200 برابر یا عملا تا چند هزار سال (با ظرفیت بهره برداری سالا نه 400 گیگاوات الکتریسیته) افزایش خواهد یافت.
اکنون متجاوز از یک صد کشور به طریقی در تولید و خدمات منابع انرژی هسته ای، ساخت، طراحی و فراهم سازی تکنولوژی های هسته ای و همچنین بهره برداری از نیروگاه های هسته ای و خیلی از محصولا ت و مصارف این انرژی به طور تجاری و سودآور مشغول کارند. در حال حاضر 435 نیروگاه هسته ای قدرت با ظرفیت 370 گیگاوات برق برابر با حدود 16 درصد کل برق تولیدی پهنه جهانی در 31 کشور مشغول فعالیت هستند. طراحی، ساخت، بهره برداری از راکتورهای بزرگ قدرت و 12000 سال تجربه کارگردانی این راکتورها سرمایه بزرگ محسوب می شود.
امروزه سوخت این نیروگاه ها از حدود 50 معدن، 70 واحد تولید کیک زرد و بیش از 250 واحد تبدیل، غنی سازی، ساخت سوخت و بسیاری از خدمات مرتبط به استفاده از این سوخت ها در ده ها کشور بزرگ و کوچک تامین می گردد. در سال های اخیر برخی از راه های تامین سوخت غیرمتعارف نیز به آمار فوق اضافه شده است.
بهره برداری از 700 راکتور تحقیقاتی، تعداد بیشماری از انواع شتاب دهنده های کوچک تا غول پیکر، هزاران سیستم پرتو فرآوری، ده ها هزار دستگاه های تصویربرداری هسته ای، صدها هزار وسائل پزشکی هسته ای، کاربردهای کشاورزی، صنعتی، بهداشتی، بهبود مواد، بهبود نژاد دام ها، کاهش آفات زراعتی، باغی، دامی و... همه و همه از جمله بخش هایی از نیمه بدنه غیرپنهان تکنولوژی هسته ای هستند. حجم معادلا ت مربوط به ساخت نیروگاه ها و فعالیت تامین سوخت آنها هر یک سالا نه از چندین ده میلیارد دلا ر تجاوز می کند. حجم معادلا ت مربوط به استفاده های مستقیم مردمی به غیر از تولید برق در هر یک از کشورهای پیشرفته حدود یکصد میلیارد دلا ر در سال بالغ می شود.
برای روشن شدن بیشتر اهمیت انرژی هسته ای، در نظر گیریم که یک نیروگاه هزار مگاواتی برای تولید نیرو و انرژی چنانچه از نوع زغالی باشد 2/5 میلیون تن زغال سنگ یا 1/6 میلیون تن نفت (ده میلیون بشکه) یا 1/5 میلیون متر مکعب گاز یا 200-150 تن اورانیوم طبیعی (25 تن اورانیوم غنی شده 3 درصد) یا چنانچه نیروگاه از نوع انرژی هسته ای گداخته باشد سالا نه به 150 کیلوگرم روتریم و 400 کیلوگرم لیتیم نیازمند است. با یک حساب سرانگشتی اگر قیمت نفت را 50 دلا ر برای هر بشکه در نظر گیریم قیمت انرژی هسته ای که اکنون سالا نه در جهان تولید می شود برابر خواهد بود با:
انرژی جایگزین هسته ای معادل میلیون بشکه نفت در سال 3700=MB 10 *GWe 370
قیمت انرژی جایگزین هسته ای به جای نفت بر حسب میلیون دلا ر در سال 185000=50*3700
فراموش نشود که اکنون کشورهایی هستند که در اکثر یا تمامی زمینه ها، علوم و صنایع هسته ای خود را توسعه داده و هم این که استقلا ل خود را به طور نسبی حفظ کرده اند. مسلما با سیاست های مدبرانه می شود این هدف را حاصل کرد.
http://www.mardomsalari.com/Template1/News.aspx?NID=21315
@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@
مزایای انرژی هسته ای
نویسنده: برنارد کوهن
انرژی هسته ای جایگزینی بی خطر، پاک و ارزان برای تولید برق ارایه می کند و نباید اجازه داد اطلاع رسانی غلط و تاکتیک های ایجاد رعب و وحشت در مردم بر بکارگیری صحیح از این انرژی تأثیر منفی بگذارد. پایگاه اینترنتی دانشگاه پیتزبورگ در مقاله ای به قلم برنارد کوهن، محقق و استاد دانشگاه با بیان این مطلب به بررسی مزیت های انرژی هسته ای پرداخته و می نویسد.
یکی از مزیت های مهم سوخت هسته ای این است که این سوخت مانع بروز انواع متعدد مشکلات زیست محیطی می شود که بر اثر سوخت های فسیلی (زغال سنگ) نفت و گاز ایجاد می شود.
از مهمترین مشکلات ناشی از سوخت های فسیلی که بیشترین توجه را به خود جلب کرده است گرم شدن زمین و تغییر آب و هوا و همچنین بارش باران های اسیدی است که آثار مخربی بر جنگل ها و ابزیان برجا گذاشته است.
این نویسنده می افزاید: آلودگی هایی که هر سال هزاران نفر را به گام مرگ فرو می برد پیامدهای منفی ناشی از حفاری های گسترده زغال سنگ و نشت نفت در آب های جهان است.
کوهن یادآور می شود که گرم شدن زمین موضوع کنفرانس های بین المللی مختلفی بوده است که همگی به لزوم کاهش انتشار دی اکسید کربن تأکید کرده اند.
سوزاندن سوخت های فسیلی موجب تولید حجم زیادی دی اکسید کربن می شود که همین امر موجب افزایش دمای زمین می شود.
برآوردها از میزان افزایش دمای زمین و پیامدهای آن متفاوت است اما نهایتاً اهمیت آثار آن را نمی توان از نظر دور داشت.
این مقاله می افزاید: از آنجائی که کشاورزی نیز به تغییرات آب و هوایی بسیار حساس است این امر موجب تغییر نوع محصولات قابل کشت در نواحی مختلف می شود.
تغییرات آب و هوایی مشکلاتی را هم در عادات دام نظیر عادات تولید مثلی پدید می آورد.
در نهایت آب شدن یخ های قطبی موجب بالا آمدن سطح آب دریا و افزایش جاری شدن سیل می شود و همچنین موجبات نفوذ آب شور به منابع آب شهری و آلودگی آب های زیر زمینی را فراهم می کند.
تغییر الگوهای طوفان، بارش باران و وزش باد از دیگر پیامدهای مهم تغییر آب و هوای زمین به شمار می رود.
سوزاندن سوخت های فسیلی موجب تولید حجم انبوهی دی اکسید سولفورو اکسید نیتروژن می شود. این گازها در ترکیب با رطوبت موجود در هوا، اسیدهایی را به وجود می آورند که همراه باران بر زمین فرو می ریزد.
آثار این باران های اسیدی، پیچیده و نتیجه گیری درباره آنها بحث انگیز است اما شواهد محکمی وجود دارد که در برخی مناطق باران های اسیدی دریاچه ها را برای ماهی ها غیر قابل زندگی ساخته و به جنگل ها به شدت آسیب زده است.
مشکلات ناشی از باران های اسیدی مسایلی را نیز در عرصه سیاسی به وجود آورده است.
مثلاً فعالیت نیروگاه های برق ایالات مرکزی آمریکا که مجهز به زغال سنگ هستند موجب بارش باران های اسیدی در شرق کانادا شده است. این موضوع اکنون یکی از عمده علل مشکلات اخیر در روابط کانادا و آمریکا به شمار می رود.
مشابه این وضع در اروپا نیز وجود دارد. آلاینده های ناشی از سوخت زغال سنگ انگلیس در حال از بین بردن دریاچه ها و جنگل های آلمان و کشورهای اسکاندیناوی است.
برناردکوهن می نویسد: وضع نامناسب سلامت بشر امروز بهایی است که در استفاده از سوخت های فسیلی می پردازیم.
مطالعات گسترده ای برای محدود کردن آثار زیانبار آلودگی هوا بر انسان صورت گرفته است اما توفیق برای دستیابی به این هدف بسیار اندک بوده است.
این مشکل با درک این واقعیت پیچیده می شود که این آثار زیانبار به تدریج طی سال ها یا دهه ها ایجاد می شود.
آلودگی هوا طی سال ها سیستم ایمنی بدن و توانایی را در مقابله با بیماری های مختلف ضعیف می کند.
تغییر دادن برنامه های فعلی و استفاده از انرژی هسته ای به جای سوخت های فسیلی می تواند از این عوارض نامطلوب جلوگیری کند.
زیان های ناشی از غیبت نیروی کار یا کاهش توانمندی آن بر اثر بیماری های مختلف حاصل از آلودگی هوا نیز مسائلی هستند که می تواند بطور غیرمستقیم بر اقتصاد یک کشور اثر بگذارد.
کوهن سپس تحت عنوان «انرژی هسته ای جایگزین ایمن و پاک» در این مقاله می نویسد:
جامعه هسته ای آمریکا در تحقیقاتی فواید انرژی هسته ای را اینگونه بررسی می کند که جمعیت زمین رو به افزایش است بنابراین نیاز به برق نیز افزایش خواهد یافت. رایانه (تلویزیون) مایکوویو و وسایل برقی بسیاری، امروزه به عنوان وسایل ضروری زندگی شناخته می شوند.
همه روش های تولید برق معایبی دارند. با گرم شدن زمین باید به دنبال راه هایی برای کاهش استفاده از سوخت های فسیلی باشیم چرا که راه های مختلفی برای تولید برق بدون انتشار آلاینده ها وجود دارد که معقول ترین روش در حال حاضر انرژی هسته ای است.
فقط در آمریکا هر سال 30 هزار نفر بر اثر آلاینده های حاصل از سوخت های فسیلی جان می بازند.
از مهمترین مزیت های سوخت هسته ای این است که سوخت هسته ای را می توان بازفراوری کرد و زباله های هسته ای را می شود با درنظرگرفتن تدابیر امنیتی دفن کرد.
کوهن می نویسد: برخی کارشناسان توسعه بهره گیری از انرژی خورشیدی را پیشنهاد می کنند. مشکل عمده در این روش اتکای آن به هواست. خورشید همیشه و در زمانی که نیاز به انرژی بسیار بالاست، نمی درخشد. مشکل دیگر این است که سلول های فوتو ولتانیک نمی توانند به جریان مستقیم برق تبدیل شوند. برخی دیگر احداث بیشتر نیروگاه های برق متکی به سوخت زغال سنگ را پیشنهاد کرده اند.
منابع زغال سنگ تا 400 سال دیگر کافی است اما سوخت زغال سنگ موجب انتشار گازهای سمی سولفور و اکسید نیتروژن می شود.
در این بین انرژی هسته ای تنها راه باقی مانده و روشی است که برآورد می شود در آینده در دسترس خواهد بود.
این امر کشورها را از اتکا به منابع انرژی خارجی بی نیاز می کند. به هر حال همه روش های تولید انرژی موافقان و مخالفانی دارد. در این بین باید تصمیمی صحیح برای تأمین نیاز آیندگان به انرژی اتخاد شود. کشورهای مختلف جهان اکنون به روش های گوناگونی نیاز انرژی خود را تأمین می کنند.
آمریکا برای تولید هفتاددرصد برق خود از سوخت های فسیلی و عمدتاً زغال سنگ و گاز طبیعی استفاده می کند.
انرژی هسته ای فقط 19 درصد و سدهای هیدروالکتریکی یازده درصد دیگر این نیاز را برآورده می کنند. برخلاف آمریکا کشورهای دیگر به خوبی مزایای انرژی هسته ای را درک کرده اند.
فرانسه از انرژی هسته ای برای تولید 77 درصد برق خود استفاده می کند. 35 نیروگاه برق هسته ای اکنون در سراسر دنیا در حال ساخت است که بیست و چهار مورد آن در آسیا است.
در همین حال از چهارصدو چهل و دو نیروگاه برق هسته ای که در 32 کشور جهان فعال است چرنوبیل تنها حادثه ای است که در سابقه استفاده از انرژی هسته ای ثبت شده است.
انرژی هسته ای هیچ گاز یا فلز سمی بر محیط زیست نمی افزاید و برخلاف سدهای هیدروالکتریکی اکوسیستم منطقه را تغییر نمی دهد.
یک واحد وزنی پوند از اورانیوم بیست هزار یا بیشتر از یک واحد وزنی از زغال سنگ انرژی تولید می کند.
در انگلیس هم اکنون 16 نیروگاه برق هسته ای فعال است که یک چهارم برق موردنیاز این کشور را تأمین می کند.
کوهن درباره استفاده های فعلی و موردنظر از نیروگاه های برق هسته ای در این مقاله می نویسد: در سال 2005 بالغ بر 441 تأسیسات هسته ای تجاری در سراسر جهان وجود داشت که ظرفیت کلی تولید برق آنها حدود 368 گیگاوات بود.
80 درصد راکتورها و تأسیسات تولید انرژی هسته ای در جهان بیش از پانزده سال عمر دارند.
آرژانتین، برزیل، کانادا، چین، فنلاند، هند، ایران، ژاپن، کره شمالی، پاکستان، رومانی، روسیه، کره جنوبی، تایوان، اوکراین و آمریکا کشورهایی هستند که اخیراً ساخت نیروگاهی جدید را برنامه ریزی کرده یا به پایان رسانده اند.
بلغارستان، جمهوری چک، مصر، فرانسه، اندونزی، اسرائیل، اسلواکی، آفریقای جنوبی، ترکیه، انگلیس و ویتنام نیز در حال بررسی ساخت نیروگاه جدید هستند.
برگرفته از: واحد مرکزی خبر
http://www.magiran.com/npview.asp?ID=1012268
@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@
ارزیابی هزینه و فایده انرژی هسته ای
مصاحبه ای رادیو آلمان با بنده انجام داد که در آن بحث اجمالی هزینه ها و دشواری های انرژی هسته ای برای کشورمان را شرح مختصری داده ام. خوانندگان را به مطالعه آن توصیه می کنم. طبق معمول صحبتهای خبرنگار با حروف سیاه درج شده اند.
تبلیغات هستهاى بخش بزرگى از مطبوعات جمهورى اسلامى را بخود اختصاص داده. این تصویر داده میشود که گویا انرژى هستهاى حلال مشکلات است و با دسترسى به آن همه نیازهاى مردم ایران و براى قرنهاى آتى برآورده خواهد شد. از ذوق و شوق مسئولان برسر"غنى سازى اورانیوم در آشپزخانه دانشمندان جوان" که بگذریم و از "حسادت غربىها" به این همه کمال، آیا انرژى هستهاى آنطور که گفته میشود ارزان و لایزال است؟ آیا هزینهاى که براى آن شده و میشود را نمیتوان به اشکال مفیدترى براى تولید سوخت سرمایهگذارى کرد؟ گفتگویى با دکتر احمد شیرزاد، فیزیکدان، نماینده سابق مجلس و عضو شوراى مرکزى جبهه مشارکت.
مصاحبه: مریم انصاری
آقاى شیرزاد ما تا بحال گفتگوهاى متعددى با شما و دوستانتان بر سر هزینههاى سیاسى پافشارى دولت بر برنامه هستهاى داشتهایم اما امروز میخواهیم از جنبه دیگرى پاى صحبت شما بنشینیم شما آقاى احمدى نژاد را دعوت به یک مناظره تلویزیونى کردهاید تا با او بر سر ارزیابى هزینه و فایده انرژى هستهای بحث کنید چراکه ایشان معتقد هستند فناورى هستهای حتى به قیمت تعطیل شدن بقیه کارهاى کشور میارزد. ز یکى از محورىترین تبلیغات بر سر فواید انرژی هستهای شروع کنیم و آنهم برق ارزان است، براستى این برق چقدر ارزان تمام میشود و استدلال مسئولان تا چه اندازه علمى و اقتصادى است؟
احمد شیرزاد: تا بحال همیشه بحث فناورى هستهای در ایران به عنوان یک بحث ارزشى و ایدئولوژیک حتى تلقى میشد، که به عنوان یکى از مقدسات، نمیشد راجع به آن صحبت کرد ولى اخیرا که آقاى احمدى نژاد آمده ادعا کرده که این براى ما خیلى به صرفه هست و فایده دارد، خوب میشود وارد این بحث شد و روى کم و زیادش گفتگو کرد.
بهره بردارى از انرژى هستهای براى اولین بار نیست که در ایران شروع شده. در کشورهاى دیگر هم سابقه دارد. معمولا به صرفه بودن یا نبودن این انرژى تابع متغیرهاى مختلفى است که بنا به کشور فرق میکند. اینکه یک کشور دسترسى به منابع نفت وگاز دارد یا نه میتواند مهم باشد. این که یک کشور دسترسى به منابع طبیعى اورانیوم دارد یا نه میتواند بسیار موثر باشد. اینکه یک کشور به فناورى ساخت نیروگاهها مسلط هست بطوریکه بتواند در کوتاه مدت یک نیروگاهى را بسازد باز اینها میتواند فاکتورهاى بسیار موثر باشد. در مجموع هر وقت که قیمت نفت در جهان یک مقدار بالاتر میرود، طرفداران انرژى هستهای بیشتر جان میگیرند و استدلال میکنند که استفاده از این انرژى به صرف است. اما نکته مهم این است که در سرتاسر دنیا که بگردیم بیش از ۱۶ درصد برق تولید شده در جهان از انرژى هستهای تامین نمیشود و بعید است که حتى اگر نفت خیلى هم گران شود، این درصد را بشود خیلى بالا برد. بنا براین بالقوه انرژى هستهای نمیتواند یک جایگزین همیشگى برای نفت و گاز یا سایر منابع انرژى باشد.
با توجه به صحبتهایى که کردید این ادعا که انرژى هستهای ارزان است تا چه اندازه منطقى است، آقاى شیرزاد؟
احمد شیرزاد: اینکه ادعا میشود این انرژى ارزان قیمت است، چنین نیست. این انرژى هم براى خودش هزینههایى را دارد. هزینه ساخت یک نیروگاه هستهای حدودا دو تا دونیم برابر نیروگاه فسیلى است. این انرژى براى کشورى است که امکان دسترسى به امکانات هم داشته باشد، متخصصین در اختیارش باشند، مثل وضعیت ایران در معرض تحریم در این زمینه نباشد. مجبور نباشد تنها با یک پیمانکار، به عنوان مثال کشور روسیه قرارداد ببندد. با همه این اوصاف بازهم هزینه ساخت نیروگاه هستهای بسیار گران تمام میشود.
اما فراتر از این مسئلهای که هست این که خیلى از کشورهایى که بخصوص دسترسى به نفت و گاز ندارند میآیند نیروگاه هستهای میسازند مثل چین یا کره که برنامهشان است. اما اگر که نخواهند فراتر از حد معینى برق هستهای تولید کنند، تولید سوخت براى آنها به صرفه نیست. نکته مهمى که براى ایران هست این است که هرچند نیروگاه بوشهر بسیار پرهزینه بوده براى ایرانىها، اما آن چیزى که الان هزینه بسیار مضاعفى دارد تحمیل میکند، مسئله تولید سوخت هست. تولید سوخت اصولا برای این مقدار برقى که ایران میخواهد تولید کند به صرف نیست. این یک نرم متعارف هست در بحث فناورى هستهای که اگر کشورى میخواهد تولید سوخت کند حداقل بایستى بالاى ده هزار مگاوات تولید برق هستهای داشته باشد. درحال حاضر در ایران تنها یک نیروگاه هزار مگاواتى هستهای بعد از حدود چهل سال چالش و بالا و پایین رفتن در دست ساخت هست و قطعا برای یک نیروگاه هزارمگاواتى چنین چیزى به صرف نیست. هرچند دربرنامهها تا بیست هزار مگاوات برق هم گفته میشود. ولى بین آن چیزى که درعمل امکان پذیراست (۱۰۰۰ مگاوات) تا آن چیزى که گفته میشود یعنى ۲۰ هزار مگاوات فاصله بسیار، بسیار زیادى هست و حداقل بایستى یک کشورى ۶۵ هزار مگاوات نیروگاه نصب شدهی هستهای داشته باشد تا عقلانى باشد که دنبال تولید سوخت برود.
حتى اگر آنچه وعده داده میشود یعنى تولید ۲۰ هزار مگاوات هم زمانى عملى باشد، آیا ایران کلا داراى ذخایر غنى اورانیوم هست که دست به چنین سرمایه گذارى بزند؟
احمد شیرزاد: ایران فاقد ذخایر کافى اورانیوم است. یعنى چیزى حدود ۱۴۰۰- ۱۰۰۰ تن ذخایر اورانیوم برایش پیش بینى میشود که هنوز هم چیزى از آنها استخراج نشده. این اورانیوم درعمق بسیار زیاد زمین هست، برای ما بسیار گران تمام میشود، عیارش سنگ معدن اورانیوم پایین است و درمجموع فناورى کافى براى اینکه این را بتوانیم استحصال بکنیم هم نداریم بنابراین آنچه که آقاى احمدى نژاد ادعا میکنند که این از نان شب براى ما واجب تر است و میارزد که بخاطرش همه کارهاى دیگر را تعطیل کنیم به نظر من فاقد توجیه فنى و مهندسى است.
هزینهای که تا امروز برای انرژى هستهای در ایران شده چقدر است؟
احمد شیرزاد: متاسفانه تمام هزینهها روشن نیست. بخشى از هزینهها قبل از انقلاب صورت گرفته که طبیعتا مسئولین فعلى در آن نقشى نداشتهاند. بعد از انقلاب برای نیروگاه بوشهر هزینههاى زیادی شد بخصوص با توجه به اینکه طراحى اولیه آلمانىها را میخواستند تغییر بدهند. وقتى روسها آمدند به عنوان تنها پیمانکارى که حاضر شد این کار را قبول کند متاسفانه دست ایران براى اینکه بتواند دریک رقابت اقتصادى از پیمانکارهاى مختلف استفاده کند باز نبوده به همین دلیل بارها این قرارداد به تعویق افتاده. روسها مبالغ زیادى از ایران گرفتهاند تا بحال بالاى دو سه میلیارد دلار در این قسمت هزینه شده البته متاسفانه همه هزینهها هم شفاف نیست. و در بودجههاى سالیانه هم خیلى انعکاس نداشته. اما ساخت و سازهایى که شده که عموما هم خارج از روال نظارتى معمول پروژهها بوده اینها بسیار، بسیار عظیم است. همین چند هفته پیش آقاى آقازاده در دیدارش با سینماگران که از آنها درخواست میکرد افتخارات هستهای را به تصویر بکشند، ایشان ادعا میکرد که همین الان در بخش هستهای روزى ده میلیارد تومان سرمایه گذارى میشود که رقم نسبتا بالایى است. درهرحال اگر بخواهد یک ارزیابى خیلى دقیق صورت بگیرد من فکر میکنم تا بحال به لحاظ اقتصادى ما بالاى چهار پنج میلیارد دلار در این بخش هزینه کردیم، اگر خسارتهاى سیاسى را هم بگذاریم کنار این هزینه قابل قیاس با خرید یک نیروگاه هزار مگاواتى که درحدود چهارصد میلیون دلار است یعنى حدود یک دهم آن مبلغ اصلا قابل قیاس نیست.
آیا نمیشد این پول را در استفاده از انواع دیگر انرژىهاى جایگزین که ایران اتفاقا امکانات خوبى هم در این زمینه دارد سرمایه گذارى کرد؟
احمد شیرزاد: قطعا، ما با هزینهای که تا بحال براى تولید سوخت بخصوص و نیروگاه بوشهر کردیم اگر فقط میخواستیم مسئله تولید برق را نگاه کنیم میتوانستیم حدودا ده برابر این مقدار برق تولید کنیم. ما برای ساخت هزار مگاوات برق هستهای مبلغى را هزینه کردیم که با آن میتوانستیم نزدیک ده هزار مگاوات برق از منابع فسیلى بدست آوریم. یا حتى ما منابع بسیار خوب برق آبى داریم در کشور که این منابع ظرفیت حدود دوازده سیزده هزار مگاوات برق را دارد. فقط دو رودخانه کارون و کرخه ما میتواند درصورت سرمایه گذارى خوب این کار را انجام دهد و این واقعا یک منبع انرژى تجدید پذیر هست هرسال براثر بارندگی ما این مبنع انرژى را داریم.
سوال آخرم از شما، آیا انرژى هستهای خود یک خطر هستهای به شمار نمیآید. برخى کشورهاى پیشرفته درصدد تعطیل نیروگاههاى هستهای هستند زیرا زباله هستهای مشکلى است که هنوز راه حلى براى آن پیدا نشده؟
احمد شیرزاد: ببینید انرژى هستهای حتى براى کشورهایى که تکنولوژىاش را دارند، حتى کشورهاى که فاقد منابع نفت و گاز هستند و کشورهایى که فکرهاى مناسبى هم براى پس ماندههاى هستهای کردهاند، بازهم در آن کشورها محل چالش هست. به عنوان مثال در ایتالیا طى رفراندمی تصمیم گرفتهاند که اصولا استفاده نکنند از این انرژى، در آلمان هم بحثهاى زیادى بوده و مجموعا این یک معضل بشرى است. طرفداران محیط زیست در اغلب کشورهاى پیشرفته مخالف استفاده از این منبع هستند و همان منابع فسیلى را با تمام آلودگىهایش ترجیح میدهند به منبع انرژى هستهاى. دلیل عمده آنها این است که پسماند هستهای حاوى مواد رادیو اکتیو است که طول عمر نسبتا زیادى دارد درعین حال شدت تابش هستهای آنها خیلى زیاد هست و اینها اصولا کاریش نمیشود کرد. اگر اینها بدست بشر تولید شد دهها هزارسال طول میکشد تا به مرور تجزیه شوند. اینهارا در اقیانوسها دفن میکنند، منشاء آلودگى هستند. در زیر زمین دفن میکنند، منشاء آلودگى هستند. پیش بینى میشود که براثر زلزله یا حوادث طبیعى ممکن است اینها در سطح زمین رها بشوند. صحبتهایى میشود که اینها را به فضا بفرستند، همه اینها واقعا چالش بشرى است. یعنى استفاده از انرژى هستهای در کشورهاى پیشرفته هم محل بحث هست با آن همه امکانات و سرمایه گذارىهایى که میشود روى مسئله ایمنى اش کرد.
البته در ایران گفته میشود که ما زبالهها را پس میفرستیم به کشورهاى دیگر، اما این درصورتى است که ما سوخت را از آن کشورها تهیه کرده باشیم و طبیعتا این مشکل آن کشور خواهد بود ولى اگر چنانچه ما خودمان برفرض بتوانیم خودمان این سوخت را تهیه کنیم طبیعى است که پسماند آن سوخت هم روی دست خودمان میماند و کسى این را از ما تحویل نخواهد گرفت.
بهرحال آن چیزی که مهم است این است که هرچند جامعه ما در معرض تبلیغات بسیار شدید قرار گرفته از جهت مفید بودن انرژى هستهای ولى این طور نیست که همه دنیا پذیرفته باشند که انرژى هستهای یک انرژى تمیز، لایزال و بىضرر هست و همه هم روى آن توافق کرده باشند، فقط بخواهند این را از ایران دریغ کنند. امیدوار هستم که سطح آگاهىها در کشور ما و نگرش علمى به مسایل در مردم طورى جا بیافتد که در تصمیم گیرها بتوانند بهتر عمل کنند.
http://shirzad.ir/2007/03/post_72.html
@@@@@@@@@@@@@@@@@@@
انرژی هسته ای گزینه ای مناسب برای تامین انرژی جهان
بحت انرژی و چگونگی تامین آن یکی از مباحت مهم و حیاتی در جهان امروز است.
بحت انرژی و چگونگی تامین آن یکی از مباحت مهم و حیاتی در جهان امروز است. می توان گفت برای همه کشورها چگونگی تامین انرژی یکی از نگرانیهای عمده است. حتی آن دسته از کشورهایی که دارای ذخایر عظیم نفت و گاز هستند نیز نگران تامین انرژی خود در دهه های آینده هستند چراکه سوختهای فسیلی طی چند دهه آینده پایان خواهد یافت در اینجا این سوال اساسی برای همه کشورهای جهان مطرح است که چه نوع انرژی می تواند جایگزین سوختهای فسیلی مثل نفت، گاز و ذغال سنگ بشود.
● جایگاه انرژی هسته ای در تامین انرژی کشورهای جهان
انرژی هسته ای به عنوان یکی از انرژیهای پاک از چهار دهه قبل مورد توجه کشورهای پیشرفته صنعتی قرار گرفته است درحال حاضر ۴۴۲ نیروگاه هسته ای در ۳۰ کشور فعال هستند آمریکا با ۱۰۴ نیروگاه هسته ای بیشترین نیروگاه هسته ای فعال را در جهان دارد فرانسه نزدیک به هشتاد درصد انرژی برق خود را از نیروگاههای هسته ای تامین می کند. آلمان نیز در جایگاه سوم جهان در تامین انرژی برق خود ازطریق نیروگاههای هسته ای قرار دارد با وجود افزایش جایگاه انرژی هسته ای در تامین انرژی برق، حرکتهایی ازسوی کشورهای عضو باشگاه هسته ای جهان مشاهده می شود که هدف آن، درانحصار گرفتن بهره مندی از تکنولوژی هسته ای است. بهانه این کشورها، مخاطره آمیز بودن گسترش این تکنولوژی برای امنیت جهان است و همچنین استفاده ای که می توان از این فناوری در ساخت سلاحهای هسته ای کرد.
● چرا باید از انرژی هسته ای استفاده کرد
نگاهی به فرآیند افزایش مصرف انرژی در جهان نشان می دهد که در آینده کشورها نمی توانند برای تامین انرژی خود تنها به سوختهای فسیلی اتکا کنند لذا از هم اکنون باید در اندیشه تامین انرژی خود از راههای دیگر باشند.
کشورهای پیشرفته صنعتی بعد از بحران نفتی در سال ۱۹۷۳به انرژیهایی غیر از سوختهای فسیلی توجه کردند اما تعداد محدودی از کشورهای درحال توسعه در ابتدای راه استفاده از تکنولوژی هسته ای برای تامین انرژی برق هستند.
درمورد فواید اقتصادی و توجیه پذیر بودن استفاده از انرژی هسته ای، استدلالهای متفاوتی وجود دارد؛ مخالفین استفاده از تکنولوژی هسته ای به چند دلیل استناد می کنند یک استدلال آنها، اشاره به حادثه چرنوبیل در سال ۱۹۸۶ در اتحاد جماهیر شوروی سابق است انفجار این نیروگاه هسته ای ابری رادیو اکتیو به آسمان اروپا فرستاد که اثرات آن هنوز بر برخی موجودات و گونه های گیاهی مناطقی از اروپا به چشم می خورد.
استدلال دوم آنها، خطر حمله به نیروگاههای هسته ای است که می تواند تبعات گسترده ای به دنبال داشته باشد.
اما طرفداران استفاده صلح آمیز از تکنولوژی هسته ای معتقدند مزایای استفاده از انرژی هسته ای، بیش از معایب آن است ضمن آنکه با افزایش تصاعدی مصرف انرژی در جهان، تنها این انرژی هسته ای است که تاحدودی می تواند جایگزین سوختهای موجود بشود.
یکی از مزایای استفاده از انرژی هسته ای این است که از فرآیند تولید تا مصرف، هیچ گاز گلخانه ای تولید نمی کند در زنجیره کامل انرژی هسته ای از برداشت اورانیوم تا تولید زباله های هسته ای، در هرکیلو وات ساعت، فقط ۲ تا ۶ گرم کربن تولید می شود این مقدار به اندازه کربنی است که انرژی باد یا خورشید تولید می کند اگر ۴۴۲ نیروگاه هسته ای سراسر دنیا تعطیل شود و از سوختهای فسیلی مثل نفت و یا گاز استفاده شود، سالانه ۶۰۰ میلیون تن کربن به جو زمین وارد می شود این دو برابر مقداری است که طبق پیش بینی ها قرار است طبق پروتکل کیوتو تا سال ۲۰۱۲ جلوی تولید آن گرفته شود غالب کشورهایی که پیمان کیوتو را تصویب کرده اند، برای کاهش تولید گازهای گلخانه ای، برخی سیاستهای تشویقی را درپیش گرفته اند درحال حاضر اروپا یک مصرف کننده اصلی برق هسته ای در جهان بشمار می رود. متخصصان هسته ای معتقدند که استفاده از انرژی هسته ای در اروپا سبب شده است تا از تولید ۷ درصد گازهای گلخانه ای در این قاره جلوگیری شود.
از ویژگیهای دیگر انرژی هسته ای، ثبات در قیمت تمام شده آن است این ویژگی زمانی اهمیت بیشتری یافته است که قیمت نفت و گاز درحال افزایش است. با توجه به کاهش ذخایر نفت و گاز جهان و افزایش مصرف انرژی، عصر انرژی ارزان پایان یافته است بنابراین اگر کشورهای درحال توسعه جهان بخواهند به یک رشد اقتصادی باثبات دست پیدا کنند، نیازمند تامین انرژی از منابع غیر فسیلی هستند انرژی هسته ای این ویژگی را دارد هرچند هزینه ساخت یک نیروگاه هسته ای بسیار بالا است به عنوان مثال براساس برآوردهای آژانس بین المللی انرژی هسته ای هزینه ساخت یک نیروگاه هسته ای هزار مگاواتی ۵/۱ تا۵/۲ میلیارد دلار است. اما هزینه سوخت هسته ای چنین نیروگاهی بسیار ارزانتر از نیروگاه مشابهی با سوخت فسیلی است سوخت هسته ای مورد نیاز یک نیروگاه هسته ای هزار مگاواتی حدودا ۳۰ تن اورانیوم غنی شده درسال است که هزینه آن در شرایط مناسب ۱۰ میلیون دلار و در بدترین شرایط ۲۵ میلیون دلار است اگر قیمت نفت را بشکه ای ۵۰ دلار درنظر بگیریم، هزینه سوخت مورد نیاز یک نیروگاه هسته ای پنج درصد هزینه سوخت یک نیروگاه با سوخت نفت می باشد یعنی در بلند مدت، هزینه بالای احدات یک نیروگاه هسته ای، در ازای برق ارزانی که تولید می کند، جبران می شود.
● تبعیض های هسته ای در جهان
تبعیض هسته ای یکی از این بی عدالتیها درزمینه دانش و فناوری است دولتهای غربی می کوشند کشورهای درحال توسعه را از پیشرفت علمی و فناوری باز دارند تا آنان همچنان به غرب وابسته باقی بمانند.
با وجود مزایای عمده فناوری هسته ای برای رفاه بشر، دولتهای عمده دارای این فناوری، آن را در انحصار خود می دانند بهانه اصلی آنها در این مورد، امکان ساخت بمب هسته ای ازطریق دستیابی به فناوری هسته ای است اگر چنین فرضی صحیح باشد، پس همه کشورهای جهان نیز نباید برای بدست آوردن چنین فناوری و گسترش آن تلاش کنند البته دراین میان کشورهایی هستند که کارنامه سیاهی درزمینه هسته ای دارند آمریکا، تنها کشوری است که از بمب اتمی استفاده کرده است دو بمب اتمی که آمریکا علیه ژاپن بکار برد صدها هزار انسان بی گناه را کشت و مجروح کرد و آثار مخرب آن هنوز باقی است به علاوه کشورهای غربی دارنده سلاح هسته ای به ویژه آمریکا، خطر بزرگی برای صلح جهان به شمار می روند و هر زمان ممکن است بطور اتفاقی یا براساس سیاستهای جنگ طلبانه خود، فاجعه ای بزرگتر از بمباران اتمی هیروشیما و ناکازاکی برای جامعه بشری به بار آورند.
به این ترتیب بدون تردید آمریکا از دانش هسته ای سوء استفاده می کند و از آن به عنوان وسیله ای برای نابودی کشورها و کشتار انسانها بهره می گیرد این دولت با داشتن چنین پرونده سیاهی درزمینه سلاح هسته ای، نمی تواند دیکر گشورها را از دستیابی به فناوری صلح آمیز هسته ای منع کند.
علاوه براین، عملکرد دولتهای دارنده سلاح هسته ای درمورد دیگر کشورها نیز تبعیض آمیز است آنها اقدام کشورهایی چون ایران را که صادقانه و تحت نظارت آژانس بین المللی انرژی اتمی در پی استفاده علمی و صلح آمیز از این انرژی است، نادرست می دانند و شدیدا به دنبال جلوگیری از آن هستند اما برخی کشورها که سیاستهایشان همسو با سیاستهای اروپا و آمریکا است، براحتی و بدون هیچ مانعی درزمینه فناوری هسته ای فعالیت کنند و حتی از برخی کمکهای غرب برخوردار می شوند دراین زمینه، فعالیت هسته ای رژیم صهیونیستی نمونه ای روشن و افشاکننده است تلاش تل آویو برای دستیابی به بمب هسته ای از حدود ۵۰ سال پیش با همکاری فرانسه و آمریکا آغاز شد و رژیم صهیونیستی در اواخر دهه ۱۹۶۰، اولین بمب اتمی خود را ساخت.
تبعیض دیگری نیز درزمینه استفاده صلح آمیز از فناوری هسته ای وجود دارد که حاصل نفوذ قدرتهای بزرگ در مجامع بین المللی، بویژه آژانس بین المللی انرژی اتمی است این آژانس با این هدف بوجود آمده است که ضمن جلوگیری از دستیابی کشورها به سلاح هسته ای، آنها را در راه بهره گیری از فناوری صبح آمیز هسته ای یاری دهد اما آژانس بین المللی انرژی اتمی تحت نفوذ قدرتهای غربی درمورد همه اعضا، بطور یکسان رفتار نمی کند برخی از کشورها براحتی می توانند از تسهیلات آژانس استفاده کنند و از مزایای انرژی هسته ای برخوردار شوند حال آنکه برخی کشورهای دیگر، بویژه کشورهای اسلامی و یا دولتهای مخالف آمریکا دراین زمینه با مشکلاتی جدی روبرو هستند آنها بطور مرتب متهم می شوند که ممکن است دور از چشم بازرسان آژانس، بمب اتمی بسازند مشخص است که چنین اتهاماتی ازطریق دولتهای غربی، بویژه آمریکا کاملا با اهداف سیاسی و به منظور تضعیف اینگونه کشورهاست.
● تبعیض در برنامه صلح آمیز هسته ای ایران
تلاش جمهوری اسلامی ایران برای استفاده صلح آمیز از فناوری هسته ای و برخورد دولتهای غربی با آن، بارزترین نمونه تبعیض هسته ای در جهان است. دانشمندان و متخصصان ایرانی طی سالهای گذشته در عرصه های مختلف به پیشرفتهای جالب توجهی دست یافته اند که یکی از آنها، فناوری هسته ای است. این فناوری می تواند دستاوردهای بسیاری برای مردم ایران داشته باشد و به پیشرفت صنعت و اقتصاد ایران کمک کند اما آمریکا، اروپا و رژیم صهیونیستی به علت آنکه در ایران، نظامی اسلامی و مستقل بر سر کار است، بشدت با چنین پیشرفتی مخالفت می کنند.
از بهانه های آمریکا در فشار آوردن به جمهوری اسلامی ایران برای دست برداشتن از برنامه های صلح آمیز هسته ایش، ذخایر نفت و گاز جمهوری اسلامی ایران است دولت آمریکا سعی می کند با اشاره به این موضوع، برنامه های هسته ای صلح آمیز جمهوری اسلامی ایران را در اذهان عمومی جهانیان شبهه ناک نشان بدهد. به نظر کارشناسان، این استدلال آمریکا کاملا براساس انگیزه های سیاسی برای سد کردن راه جمهوری اسلامی ایران در دستیابی به تکنولوژی پیشرفته هسته ای است این درحالی است که ازنظر اقتصادی و علمی این استدلال آمریکا بسیار بی پایه و اساس است هم اکنون روسیه یکی از کشورهای بزرک تولید کننده و صادرکننده نفت و گاز در جهان است این کشور بزرگترین ذخایر گاز جهان را دراختیار دارد اما درعین حال از استفاده از انرژی هسته ای چشم پوشی نکرده است و بیش از ده نیروگاه هسته ای دارد و برنامه هایی نیز برای توسعه نیروگاهها یا افزایش عمر نیروگاههای هسته ای خود دارد.
کارشکنی آمریکا و اروپا در برنامه های هسته ای صلح آمیز ایران، بخوبی تبعیض درزمینه این دانش را به نمایش می گذارد به عبارت دیگر، دولتهایی چون آمریکا و رژیم صهیونیستی که سوابق زیادی در جنایات جنگی دارند، می توانند بدون هیچ مانعی سلاح هسته ای بسازند، اما کشور مستقلی چون ایران حق ندارد حتی از فوائد علمی و صلح آمیز فناوری هسته ای استفاده کند.
● انرژی هسته ای جایگزینی مناسب برای سوخت های فسیلی
درحالیکه ذخایر نفت و گاز جهان پایان پذیر هستند، آیا این از لحاظ اقتصادی مقرون به صرفه است که این منابع ارزشمند انرژی، در راه تامین برق سوزانده شوند ؟ آیا بهتر نیست این منابع انرژی در فرایند تولید محصولات پتروشیمی مورد استفاده قرار بگیرند که ارزش افزوده ای چندین برابر صادرات و یا سوزاندن در نیروگاهها دارد؟
در پایان به این نکته باید اشاره کرد همانطور که از نفت و گاز صدها محصول دیگـر بدست می آید که هیچ چیز دیگری جایگزین آنها نمی شود، استفاده از تکنولوژی هسته ای تنها به تولید برق محدود نمی شود تکنولوژی هسته ای پایه بسیاری از تکنولوژیهای نو و مدرن دیگر است به عنوان مثال صنعت خودروسازی اگر در یک کشور رونق خوبی داشته باشد، بر سایر تکنولوژیهای دیگر نیز تاثیر خواهد گذاشت اگر صنعت هسته ای یک کشور نیز رشدی همه جانبه داشته باشد، باتوجه به اینکه بالاترین استانداردهای مهندسی باید در آن رعایت شود، سایر تکنولوژیهای نو نیز در سطح بالایی رشد خواهند کرد.
http://www.aftab.ir/articles/science_education/other/c3c1237270082_atomic_energy_p1.php
@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@
مصارف صلح آمیز انرژی هسته ای
بعضی اوقات تصویری که از انرژی هسته، فیزیک هسته ای یا هر چیزی که اسم هسته ای رویش باشد به ذهن ما می رسد، بمب، انفجار، جنگ فاجعه، زباله های هسته ای، آلودگی و خطر و مرگ است. ولی این فقط یک روی سکه است. روی دیگر سکه استفاده صلح آمیز از انرژی هسته ای است. فیزیک هسته ای بیشتر از آنچه تصورش را بکنید به بشر خدمت می کند، به جرأت می توان گفت زیان های انرژی هسته ای در مقابل فواید آن قابل چشم پوشی است.همان طور که می دانید مهمترین استفاده این علم در نیروگاه های هسته ای است، جایی که انرژی عظیمی برای فعالیتهای عظیم به دست می آید اما شاید تصورش را نکنید که هسته اتم در حفظ محیط زیست به ما کمک کند. با استفاده از آن می توان آلودگی آبها را بررسی کرد و در مورد آلودگی هوا هشدار داد و اطلاعات جدیدی در مورد کره زمین به دست آورد.
فیزیک هسته ای پزشکان را در تشخیص و معالجه بیماریها یاری می کند. نقاطی را آشکار می کند که چشم انسان قادر به دیدن آنها نبوده است. علم و صنعت را در ساختن ماشین ها، هواپیماها و محصولات مصرفی بهتر و مطمئن تر کمک می کند. با تولید گیاهان جدید و ثمربخش مشکل تغذیه را حل نموده و استفاده از سموم گیاهی جدید و بی خطر را توسعه می دهد.
به کمک فیزیک هسته ای می توان گذشته اسرار آمیز انسان و زمین را آشکار ساخت و عمر زمین و ساکنین آن را تعیین کرد. در زمانی که با بحران انرژی مواجه هستیم به کمک ما شتافته و امکان دسترسی به ذخایر سرشار طبیعی را فراهم می سازد.
هسته اتم را به انسان می دهد که با ایجاد کانالها و لنگرگاههای عظیم قادر به تغییر نقشه ها و موانع طبیعی بوده و امید و دسترسی به منابع عظیم انرژی را جهت برنامه های وسیع آینده امکان پذیر می سازد.
کاربردهای دیگر فیزیک هسته ای
1- برای کشف مطلبی اگر احتیاج به تجزیه و تحلیل موادی باشد که هیچ گونه امکان کنترلی روی آن نیست چه کاری می توان 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 می توانیم بکنیم؟ البته می توان 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 می کنیم، نمونه رادیواکتیو شده را در یک راکتور تحقیقاتی به وسیله نوترون بمباران می کنیم. با جذب نوترون نمونه پایدار شده و اتم های جسم مورد آزمایش نیز رادیواکتیو می شوند و تابش می کنند. 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 تابش ها می توان نوع و میزان عناصر تشکیل دهنده نمونه را مشخص کرد. از این روش می توان برای ردیابی آلودگی هوا و هم چنین آلودگی دریا توسط نفت کش ها استفاده کرد. با آزمایش 40 نوع نفت مختلف که در نقاط مختلف جهان استخراج می شوند 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 می شود با نفت نقطه دیگر دنیا متفاوت است.
هنگامی که مواد نفتی در جایی مشاهده می شوند نمونه ای از آن به آزمایشگاه برده شده و در معرض تابش نوترونی قرار می گیرد و به این ترتیب عناصر مختلف آن و مقدار آنها مشخص می شود. و می توان 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 می شود. و سپس به وسیله همان روشی که در بالا توضیح داده شده نوع و مقدار عناصر زیان آور موجود درا آن مشخص می شود. با تهیه نقشه های برای آلودگی هوا مشابه نقشه های تغییرات جوی، می توان 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 می دانید برای تصویر برداری از اجسام تیره ( کدر ) مثل بدن انسان از اشعه ایکس استفاده می شود. 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 می توان عکس برداری کرد. اشعه گاما خیلی از اشعه X قوی تر است و می تواند 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 می توان 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 می گیرند 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 می آورند، در تأسیسات تصفیه و پالایش از ردیابی های ایزوتوپ های رادیواکتیو جهت دنبال کردن مواد پتروشیمی و آماده سازی آنها در قسمتهای مختلف استفاده می شود. در مرحله نهایی محصولات مواد نفتی تصفیه شده جهت تعیین درجه خالص بودن آنها با استفاده از ایزوتوپهای رادیواکتیو آزمایش می شوند در هنگام انتقال مواد نفتی در فاصله های زیاد، چون شرکتهای مختلف نفتی از لوله های نفت مشترک استفاده می کنند ردیابی ایزوتوپی مختلف جهت علامت گذاری ابتدای انتقال هر محموله نفتی به کار برده می شوند.
http://babol.schoolnet.ir/sobhan/_pages/Articles/Articlesmaghalat.htm
@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@
انرژی هسته ای چیست؟
استخراج اورانیوم از معدن
اورانیوم که ماده خام اصلی مورد نیاز برای تولید انرژی در برنامه های صلح آمیز یا نظامی هسته ای است، از طریق استخراج از معادن زیرزمینی یا سر باز بدست می آید. اگر چه این عنصر بطور طبیعی در سرتاسر جهان یافت می شود تنها حجم کوچکی از آن بصورت متراکم در معادن موجود است.
اورانیوم چیست؟
یکی از چگالترین فلزات رادیو اکتیو است که در طبیعت یافت می شود. این فلز در بسیاری از قسمتهای دنیا در صخره ها، خاک و حتی اعماق دریا و اقیانوس ها وجود دارد. اگر بخواهید از میزان موجودیت آن ایده ای بدست آورید باید بگوییم که میزان وجود و پراکندگی آن از طلا، نقر یا جیوه بسیار بیشتر است.
اورانیوم در طبیعت بصورت اکسید و یا نمک های مخلوط در مواد معدنی (مانند اورانیت یا کارونیت) یافت می شود. این نوع مواد اغلب از فوران آتشفشانها بوجود می آیند و نسبت وجود آنها در زمین چیزی معادل دو در میلیون نسبت به سایر سنگها و مواد کانی است. این فلز به رنگ سفید نقره ای است و کمی نرم تر از استیل بوده و تقریباً قابل انعطاف است. اورانیوم در سال 1789 توسط مارتین کلاپورت (Martin Klaproth) شیمی دان آلمانی از نوعی اورانیت بنام Pitchblende کشف شد. وجه تسمیه این فلز به کشف سیاره اورانوس بازمی گردد که هشت سال قبل از آن، ستاره شناسان آن را کشف کرده بودند. اورانیوم یکی از اصلی ترین منابع گرمایشی در مرکز زمین است و بیش از 40 سال است که بشر برای تولید انرژی از آن استفاده می کند. دانشمندان معتقد هستند که اورانیوم بیش از 6.6 بیلیون سال پیش در اثر انفجار یک ستاره بزرگ بوجود آمده و در منظومه شمسی پراکنده شده است. برای درک بهتر از توانایی اورانیوم در تولید انرژی لازم است نگاهی به ساختمان اتمی این فلز داشته باشیم.
اورانیوم را بهتر بشناسیم
اورانیوم را درواقع می توان سنگین ترین (به بیان دقیقتر چگالترین) عنصر در طبیعت نامید. شاید بد نباشد بدانید که در این میان هیدروژن سبک ترین عناصر طبیعت است. اورانیوم خالص حدود 18.7 بار از آب چگالتر است و همانند بسیاری از دیگر مواد رادیو اکتیو در طبیعت بصورت ایزوتوپ یافت می شود. بطور ساده ایزوتوپ حالت خاصی از حضور یک عنصر در طبیعت است که در هسته آن به تعداد مساوی - با عنصر اصلی - پروتون وجود دارد اما تعداد نوترون های آن متفاوت است. بنابراین طبق این تعریف ساده می توان دریافت که ایزوتوپ های یک عنصر عدد اتمی مشابه خود عنصر را خواهند داشت اما وزن اتمی متفاوتی دارند. اورانیوم شانزده ایزوتوپ دارد که هریک از آنها دارای وزن اتمی خاصی هستند. حدود 99.3 درصد از اورانیومی که در طبیعت یافت می شود ایزوتوپ 238 (U-238) است و حدود 0.7 درصد ایزوتوپ 235 (U-235)، که هر دو دارای تعداد پروتون یکسانی بوده و تنها تفاوتشان در سه نوترون اضافه ای است که در هسته U۲۳۸ وجود دارد. اعداد ۲۳۵ و ۲۳۸ بیانگر مجموع تعداد پروتونها و نوترونها در هسته هر کدام از این دو ایزوتوپ است. سایر ایزوتوپ ها بسیار نادر هستند. در این میان ایزوتوپ 235 برای بدست آوردن انرژی از نوع 238 آن بسیار مهمتر است چرا که U-235 (با فراوانی تنها 0.7 درصد) آمادگی آن را دارد که تحت شرایط خاص شکافته شده و مقادیر زیادی انرژی آزاد کند. به این ایزوتوپ Fissil Uranium، به معنای اروانیوم شکافتنی هم گفته می شود و برای این عملیات از اصطلاح شکافت هسته ای یا Nuclear Fission استفاده می شود. اورانیوم نیز همانند سایر مواد رادیواکتیو دچار پوسیدگی و زوال می شود. مواد رادیو اکتیو دارای این خاصیت هستند که از خود بطور دائم ذرات آلفا و بتا و یا اشعه گاما منتشر می کنند. U-238 با سرعت بسیار کمی فسیل می شود و نیمه عمر آن چیزی در حدود 4,500 میلون سال (تقریبآ معادل عمر زمین) است. این موضوع به این معنی است که با فسیل شدن اورانیوم با همین سرعت کم انرژی معادل 0.1 وات برای هر یک تن اورانیوم تولید می شود و این برای گرم نگاه داشتن هسته زمین کافی است.
نگاهی به شکاف هسته ای اورانیوم
هنگامی که هسته اتم اورانیوم در یک واکنش زنجیره ای شکافته شود مقداری انرژی آزاد خواهد شد.
گفتیم که U-235قابلیت شکاف هسته ای دارد. این نوع از اتم اورانیوم دارای 92 پروتون و 143 نوترون است (بنابراین جمعآ 235 ذره در هسته خود دارد و به همین دلیل U-235 نامیده می شود)، کافی است یک نوترون دریافت کند تا بتواند به دو اتم دیگر تبدیل شود. برای شکافت هسته اتم اورانیوم، یک نوترون به هسته آن شلیک می شود و در نتیجه این فرایند، اتم مذکور به دو اتم کوچکتر تجزیه شده و تعدادی نوترون جدید نیز آزاد می شود که هرکدام به نوبه خود میتوانند هسته های جدیدی را در یک فرایند زنجیره ای تجزیه کنند.
در این حالت یک اتم U-235 به دو اتم دیگر تقسیم می شود و دو ، سه و یا بیشتر نوترون آزاد می شود. نوترون های آزاد شده خود با اتم های دیگر U-235 ترکیب می شوند و آنها را تقسیم کرده و به همین منوال یک واکنش زنجیره ای از تقسیم اتم های U-235 تشکیل می شود. مجموع جرم اتمهای کوچکتری که از تجزیه اتم اورانیوم بدست می آید از کل جرم اولیه این اتم کمتر است و این بدان معناست که مقداری از جرم اولیه که ظاهرا ناپدید شده در واقع به انرژی تبدیل شده است، و این انرژی با استفاده از رابطه ۲E=MC یعنی رابطه جرم و انرژی که آلبرت اینشتین نخستین بار آنرا کشف کرد قابل محاسبه است.
برای بدست آوردن بالاترین بازدهی در فرایند زنجیره ای شکافت هسته باید از اورانیوم ۲۳۵ استفاده کرد که هسته آن به سادگی شکافته میشود. هنگامی که این نوع اورانیوم به اتمهای کوچکتر تجزیه میشود علاوه بر آزاد شدن مقداری انرژی حرارتی دو یا سه نوترون جدید نیز رها میشود که در صورت برخورد با اتمهای جدید اورانیوم بازهم انرژی حرارتی بیشتر و نوترونهای جدید آزاد میشود.
اما بدلیل "نیمه عمر" کوتاه اورانیوم ۲۳۵ و فروپاشی سریع آن، این ایزوتوپ در طبیعت بسیار نادر است بطوری که از هر ۱۰۰۰ اتم اورانیوم موجود در طبیعت تنها هفت اتم از نوع U۲۳۵ بوده و مابقی از نوع سنگینتر U۲۳۸ است.
فراوری
سنگ معدن اورانیوم بعد از استخراج، در آسیابهائی خرد و به گردی نرم تبدیل میشود. گرد بدست آمده سپس در یک فرایند شیمیائی به ماده جامد زرد رنگی تبدیل میشود که به کیک زرد موسوم است. کیک زرد دارای خاصیت رادیو اکتیویته است و ۶۰ تا ۷۰ درصد آنرا اورانیوم تشکیل میدهد.
دانشمندان هسته ای برای دست یابی هرچه بیشتر به ایزوتوپ نادر U۲۳۵ که در تولید انرژی هسته ای نقشی کلیدی دارد، از روشی موسوم به غنی سازی استفاده می کنند. برای این کار، دانشمندان ابتدا کیک زرد را طی فرایندی شیمیائی به ماده جامدی به نام هگزافلوئورید اورانیوم تبدیل میکنند که بعد از حرارت داده شدن در دمای حدود ۶۴ درجه سانتیگراد به گاز تبدیل میشود.
هگزافلوئورید اورانیوم که در صنعت با نام ساده هگز شناخته میشود ماده شیمیائی خورنده ایست که باید آنرا با احتیاط نگهداری و جابجا کرد. به همین دلیل پمپها و لوله هائی که برای انتقال این گاز در تاسیسات فراوری اورانیوم بکار میروند باید از آلومینیوم و آلیاژهای نیکل ساخته شوند. همچنین به منظور پیشگیری از هرگونه واکنش شیمیایی برگشت ناپذیر باید این گاز را دور از معرض روغن و مواد چرب کننده دیگر نگهداری کرد.
کیک زرد چیست؟
کیک زرد یاYellowcake که بنام اورانیا (Urania) هم شناخته می شود در واقع خاک معدنی اورانیوم است که پس از طی مراحل تصفیه و پردازشهای لازم از سنگ معدنی آن تهیه می شود. تهیه این ماده به منزله رسیدن به بخش میانی از مراحل مختلف تصفیه سنگ معدن اورانیوم است و باید توجه داشت که فاصله بسیار زیادی برای استفاده در یک بمب اتمی دارد. روش تهیه کیک زرد کاملآ به نوع سنگ معدن بدست آمده بستگی دارد، اما بطور معمول از طریق آسیاب کردن و انجام پردازش های شیمایی بر روی سنگ معدن اورانیوم، پودر زبر و زرد رنگی بدست می آید که قابلیت حل شدن در آب را ندارد و حدود 80% غلظت اکسید اورانیوم آن خواهد بود. این پودر در دمایی معادل 2878 درجه سانتیگراد ذوب می شود.
روش تهیه
در ابتدا سنگ معدن توسط دستگاههای مخصوصی خرد شده آسیاب می شود و پس از آن برای جدا سازی اورانیم و بالا بردن خلوص خاک سنگ، آنرا در حمامی از اسید سولفوریک، آلکالاین و یا پراکسید می خوابانند، این عمل برای بدست آوردن اورانیوم خالص تر صورت می گیرد. پس از این محصول بدست آمده را خشک و فیلتر می کنند و نتیجه آن چیزی خواهد شد که به کیک زرد معروف است. امروزه روشهای جدیدی برای تهیه این پودر اورانیوم وجود دارد که محصول آنها بیشتر از آنکه زرد باشد به قهوه ای و سیاه نزدیک است، در واقع رنگ ماده بدست آمده به میزان وجود ناخالصی ها در این پودر دارد. نهادن این نام بر روی این محصول به گذشته بر می گردد که کیفیت روشهای خالص سازی سنگ معدن مناسب نبود و ماده بدست آمده زرد رنگ بود.
مواد تشکیل دهنده کیک زرد
قسمت بیشتر کیک زرد (معادل 70-90 درصد وزنی) شامل اکسید های اورانیوم با فرمول شیمیایی 8O3 U - و یا سایر اکسید ها - است، و مابقی آن از دیگر موادی تشکیل شده است که مهمترین آنها عبارتند از : - هیدراکسید اورانیوم که در صنایع ساخت شیشه و سرامیک از آن استفاده می شود. این ماده تشعشع رادیو اکتیو دارد و باید تحت شرایط خاصی نگهداری و حمل شود. - سولفات اورانیوم که ماده ای بی بود با رنگ زرد لیمویی است.
- اکسید اورانیوم زرد (یا اورانیت سدیم) که ماده ای با رنگ زرد - نارنجی است. - پراکسید اورانیوم با رنگ زرد کم رنگ. یکی از کاربردهای کیک زرد تهیه هگزا فلوراید اورانیوم است. این گاز در حالت عادی حدود 0.7 درصد شامل ایزوتوپ 235 است و مابقی آن ایزوتوپ 238 است. در مرحله غنی سازی درصد U-235 به حدود 3.5 یا حتی بیشتر افزایش داده می شود.
کاربرد ها
کیک زرد عمومآ برای تهیه سوخت رآکتورهای هسته ای بکار برده می شود، در واقع این ماده است که پس از انجام پردازشهایی به 2 UO تبدیل شده برای استفاده در میله های سوختی بکار برده می شود.
این ماده همچنین میتواند برای غنی سازی تبدیل به گاز هگزا فلوراید اورانیوم یا 6UF تبدیل شود، چرا که در این صورت می تواند چگالی ایزوتوپهای اورانیوم 235 را در آن افزایش داد. در هر صورت کیک زرد در اغلب کشورهایی که معادن طبیعی اورانیوم دارند تهیه می شود و تولید این ماده مشکل خاصی ندارد و بطور متوسط سالانه 64 هزار تن از این ماده در جهان تولید می شود.
کانادا یکی از تولید کنندگان این ماده است، این کشور دارای معادنی است که خلوص سنگ اورانیوم آنها به 20% هم می رسد، در آسیا نیز کشوری مانند قزاقستان دارای صنایع بزرگ تولید این پودر است. قیمت این پودر در بازارهای بین المللی چیزی حدود 25 دلار برای هر کیلو است.
غنی سازی
هدف از غنی سازی تولید اورانیومی است که دارای درصد بالایی از ایزوتوپ ۲۳۵ U باشد. اورانیوم مورد استفاده در راکتورهای اتمی باید به حدی غنی شود که حاوی ۲ تا ۳ درصد اورانیوم ۲۳۵ باشد، در حالی که اورانیومی که در ساخت بمب اتمی بکار میرود حداقل باید حاوی ۹۰ درصد اورانیوم ۲۳۵ باشد. یکی از روشهای معمول غنی سازی استفاده از دستگاههای سانتریفوژ گاز است. سانتریفوژ از اتاقکی سیلندری شکل تشکیل شده که با سرعت بسیار زیاد حول محور خود می چرخد. هنگامی که گاز هگزا فلوئورید اورانیوم به داخل این سیلندر دمیده شود نیروی گریز از مرکز ناشی از چرخش آن باعث میشود که مولکولهای سبکتری که حاوی اورانیوم ۲۳۵ است در مرکز سیلندر متمرکز شوند و مولکولهای سنگینتری که حاوی اورانیوم ۲۳۸ هستند در پایین سیلندر انباشته شوند. ( شکل 3 ) اورانیوم ۲۳۵ غنی شده ای که از این طریق بدست می آید سپس به داخل سانتریفوژ دیگری دمیده میشود تا درجه خلوص آن باز هم بالاتر رود. این عمل بارها و بارها توسط سانتریفوژهای متعددی که بطور سری به یکدیگر متصل میشوند تکرار میشود تا جایی که اورانیوم ۲۳۵ با درصد خلوص مورد نیاز بدست آید.
آنچه که پس از جدا سازی اورانیوم ۲۳۵ باقی میماند به نام اورانیوم خالی یا فقیر شده شناخته میشود که اساساً از اورانیوم ۲۳۸ تشکیل یافته است. اورانیوم خالی فلز بسیار سنگینی است که اندکی خاصیت رادیو اکتیویته دارد و از آن برای ساخت گلوله های توپ ضد زره پوش و اجزای برخی جنگ افزار های دیگر از جمله منعکس کننده نوترونی در بمب اتمی استفاده می شود. یک شیوه دیگر غنی سازی روشی موسوم به دیفیوژن یا روش انتشاری است. دراین روش گاز هگزافلوئورید اورانیوم به داخل ستونهایی که جدار آنها از اجسام متخلخل تشکیل شده دمیده میشود. سوراخهای موجود در جسم متخلخل باید قدری از قطر مولکول هگزافلوئورید اورانیوم بزرگتر باشد. در نتیجه این کار مولکولهای سبکتر حاوی اورانیوم ۲۳۵ با سرعت بیشتری در این ستونها منتشر شده و تفکیک میشوند. این روش غنی سازی نیز باید مانند روش سانتریفوژ بارها و باره تکرار شود. سانتریفیوژ هایی که برای غنی سازی اورانیوم استفاده می شود حالت خاصی دارند که برای گاز تهیه شده اند که به آنها Hyper-Centrifuge گفته می شود. پیش از آنکه دانشمندان از این روش برای غنی سازی اورانیوم استفاده کنند از تکنولوژی خاصی بنام Gaseous Diffusion به معنی پخش و توزیع گازی استفاده می کردند.
Diffusion Gaseou
در روش Gaseous Diffusion، گاز هگزافلوراید اورانیوم (6UF) را با سرعت از صفحات خاصی که حالت فیلتر دارند عبور داده می شود و طی آن این صفحات می توانند به دلیل داشتن منافذ و خلل و فرج زیاد تا حدی می توانند اوانیوم 235 را از 238 جدا کنند. در این روش با تکرار استفاده از این صفحات فیلتر مانند، بصورت آبشاری (Cascade)، میزان اورانیوم 235 را به مقدار دلخواه بالا می بردند. این روش اولین راهکارهای صنعتی برای غنی سازی اورانیوم بود که کابرد عملی پیدا کرد. Diffusio Gaseous از جمله تکنولوژی هایی بود که ایالات متحده طی جنگ جهانی دوم در پروژه ای بنام منهتن (Manhattan) برای ساخت بمب هسته ای، با کمک انگلیس و کانادا به آن دست پیدا کرد.
Hyper-Centrifuge
اما در روش استفاده از سانتریفیوژ برای غنی سازی اورانیوم، تعداد بسیار زیادی از این دستگاهها بصورت سری و موازی بکار می برند تا با کمک آن بتوانند غلظت اورانیوم 235 را افزایش دهند. گاز هگزافلوراید اورانیوم (6UF ) در داخل سیلندرهای سانتریفیوژ تزریق می شود و با سرعت زیاد به گردش در آورده می گردد. گردش سریع سیلندر، نیروی گریز از مرکز بسیار قوی ای تولید می کند و طی آن مولکولهای سنگین تر (آنهایی که شامل ایزوتوپ اورانیوم 238 هستند) از مرکز محور گردش دور تر می گردند و برعکس آنها که مولکول های سبک تری دارند (حاوی ایزوتوپ اورانیوم 235) بیشتر حول محور سانتریفیوژ قرار می گیرند. در این هنگام با استفاده از روشهای خاص گازی که حول محور جمع شده است جمع آوری شده به مرحله دیگر یعنی دستگاه سانتریفیوژ بعدی هدایت می گردد. میزان گاز هگزافلوراید اورانیوم شامل اورانیوم 235 ای که در این روش از یک واحد جداسازی بدست می آید به مراتب بیشتر از مقداری است که در روش قبلی (Gaseous Diffusion) بدست می آید، به همین علت است که امروزه در بیشتر نقاط جهان برای غنی سازی اورانیوم از این روش استفاده می کنند.
بزرگترین دستگاههای آبشاری سانتریفیوژ در کشورهایی مانند فرانسه، آلمان، انگلستان و چین در حال غنی سازی اورانیوم هستد. این کشورها علاوه بر مصرف داخلی به صادرات اورانیوم غنی شده نیز می پردازند. کشور ژاپن هم دارای دستگاههای بزرگ سانتریفیوژ است اما تنها برای مصرف داخلی اورانیوم غنی شده تولید می کند.
راکتور هسته ای
راکتور هسته ای وسیله ایست که در آن فرایند شکافت هسته ای بصورت کنترل شده انجام می گیرد. انرژی حرارتی بدست آمده از این طریق را می توان برای بخار کردن آب و به گردش درآوردن توربین های بخار ژنراتورهای الکتریکی مورد استفاده قرار داد. اورانیوم غنی شده ، معمولا به صورت قرصهائی که سطح مقطعشان به اندازه یک سکه معمولی و ضخامتشان در حدود دو و نیم سانتیمتر است در راکتورها به مصرف میرسند. این قرصها روی هم قرار داده شده و میله هایی را تشکیل میدهند که به میله سوخت موسوم است. میله های سوخت سپس در بسته های چندتائی دسته بندی شده و تحت فشار و در محیطی عایقبندی شده نگهداری می شوند. ( شکل 4 )
در بسیاری از نیروگاهها برای جلوگیری از گرم شدن بسته های س