استفاده گسترده از انرژی هسته ای به لطف پیشرفت علمی و فناوری نه تنها در زمینه نظامی، بلکه برای اهداف صلح آمیز آغاز شد. امروزه بدون آن در صنعت، انرژی و پزشکی غیرممکن است.
اما استفاده از انرژی هسته ای نه تنها مزایا، بلکه معایبی نیز دارد. اول از همه، خطر تشعشعات، هم برای انسان و هم برای محیط زیست است.
استفاده از انرژی هسته ای در دو جهت در حال توسعه است: استفاده از انرژی و استفاده از ایزوتوپ های رادیواکتیو.
در ابتدا قرار بود از انرژی اتمی فقط برای مقاصد نظامی استفاده شود و همه پیشرفت‌ها به این سمت رفت.
استفاده نظامی از انرژی هسته ای
تعداد زیادی از مواد بسیار فعال برای تولید سلاح های هسته ای استفاده می شود. کارشناسان تخمین می زنند که کلاهک های هسته ای حاوی چندین تن پلوتونیوم هستند.
سلاح های هسته ای به عنوان سلاح های کشتار جمعی طبقه بندی می شوند زیرا باعث تخریب مناطق وسیع می شوند.
بر اساس برد و قدرت بار، سلاح های هسته ای به: تقسیم می شوند
- تاکتیکی.
- عملیاتی-تاکتیکی.
- استراتژیک.
سلاح های هسته ای به دو دسته اتمی و هیدروژنی تقسیم می شوند. سلاح های هسته ای بر اساس واکنش های زنجیره ای کنترل نشده شکافت هسته های سنگین و واکنش های همجوشی حرارتی هستند. اورانیوم یا پلوتونیوم برای یک واکنش زنجیره ای استفاده می شود.
ذخیره بسیاری از مواد خطرناک یک تهدید بزرگ برای بشریت است. و استفاده از انرژی هسته ای برای مقاصد نظامی می تواند به عواقب ناگواری منجر شود.
اولین سلاح هسته ای در سال 1945 برای حمله به شهرهای ژاپنی هیروشیما و ناکازاکی استفاده شد. عواقب این حمله فاجعه بار بود. همانطور که می دانید این اولین و آخرین استفاده از انرژی هسته ای در جنگ بود.
آژانس بین المللی انرژی اتمی (IAEA)
آژانس بین المللی انرژی اتمی در سال 1957 با هدف توسعه همکاری بین کشورها در زمینه استفاده از انرژی اتمی برای اهداف صلح آمیز تأسیس شد. این آژانس از همان ابتدا برنامه ایمنی هسته ای و حفاظت از محیط زیست را اجرا می کرد.
اما مهمترین کارکرد کنترل فعالیت کشورها در حوزه هسته ای است. این سازمان کنترل می کند که توسعه و استفاده از انرژی هسته ای فقط برای اهداف صلح آمیز انجام شود.
هدف از این برنامه اطمینان از استفاده ایمن از انرژی هسته ای، حفاظت از انسان و محیط زیست در برابر اثرات تشعشعات است. این آژانس همچنین پیامدهای حادثه در نیروگاه هسته ای چرنوبیل را مورد مطالعه قرار داد.
آژانس همچنین از مطالعه، توسعه و استفاده از انرژی هسته ای برای اهداف صلح آمیز حمایت می کند و به عنوان یک واسطه در تبادل خدمات و مواد بین اعضا عمل می کند.آژانس ها.
همراه با سازمان ملل، آژانس بین المللی انرژی اتمی استانداردهایی را در زمینه ایمنی و حفاظت از سلامت تعریف و تنظیم می کند.
صنعت انرژی هسته ای
در نیمه دوم دهه چهل قرن بیستم، دانشمندان شوروی شروع به توسعه اولین پروژه ها برای استفاده صلح آمیز از اتم کردند. جهت اصلی این تحولات صنعت برق بود.
و در سال 1954 اولین نیروگاه هسته ای جهان در اتحاد جماهیر شوروی ساخته شد. پس از آن، برنامه هایی برای رشد سریع انرژی هسته ای در ایالات متحده آمریکا، بریتانیا، آلمان و فرانسه آغاز شد. اما اکثر آنها محقق نشدند. همانطور که مشخص شد، نیروگاه هسته ای نمی تواند با نیروگاه هایی که بر روی زغال سنگ، گاز و نفت کوره کار می کنند رقابت کند.
اما پس از شروع بحران جهانی انرژی و افزایش قیمت نفت، تقاضا برای انرژی هسته ای افزایش یافته است. در دهه 70 قرن گذشته، کارشناسان معتقد بودند که ظرفیت تمام نیروگاه های هسته ای می تواند جایگزین نیمی از نیروگاه ها شود.
در اواسط دهه 80، رشد انرژی هسته ای دوباره کاهش یافت، کشورها شروع به تجدید نظر در برنامه های ساخت نیروگاه های هسته ای جدید کردند. سیاست صرفه جویی در انرژی و کاهش قیمت نفت و همچنین فاجعه در نیروگاه چرنوبیل که پیامدهای منفی نه تنها برای اوکراین داشت، تسهیل شد.
بعد از اینکه برخی کشورها به طور کلی ساخت و راه اندازی نیروگاه های هسته ای را متوقف کردند.
انرژی هسته ای برای سفرهای فضایی
بیش از سه دوجین راکتور هسته ای به فضا پرواز کردند، آنها برای تولید انرژی استفاده شدند.
آمریکایی ها برای اولین بار در سال 1965 از یک راکتور هسته ای در فضا استفاده کردند. به عنوان سوختاورانیوم 235 استفاده شد. او 43 روز کار کرد.
در اتحاد جماهیر شوروی، راکتور رومشکا در موسسه انرژی اتمی راه اندازی شد. قرار بود در فضاپیماها همراه با موتورهای پلاسما استفاده شود. اما پس از تمام آزمایشات، او هرگز به فضا پرتاب نشد.
تاسیسات هسته ای بعدی Buk در یک ماهواره شناسایی راداری استفاده شد. اولین فضاپیما در سال 1970 از کیهان‌دروم بایکونور پرتاب شد.
امروز، Roskosmos و Rosatom پیشنهاد می کنند فضاپیمایی طراحی کنند که مجهز به موتور موشک هسته ای باشد و بتواند به ماه و مریخ برسد. اما در حال حاضر، همه اینها در مرحله پیشنهاد است.
کاربرد انرژی هسته ای در صنعت
نیروی هسته ای برای افزایش حساسیت تجزیه و تحلیل شیمیایی و تولید آمونیاک، هیدروژن و سایر مواد شیمیایی که برای تولید کودها استفاده می شوند استفاده می شود.
انرژی هسته ای که استفاده از آن در صنایع شیمیایی امکان دستیابی به عناصر شیمیایی جدید را فراهم می کند به بازسازی فرآیندهایی که در پوسته زمین رخ می دهد کمک می کند.
انرژی هسته ای برای نمک زدایی آب نمک نیز استفاده می شود. کاربرد در متالورژی آهنی امکان بازیابی آهن از سنگ آهن را فراهم می کند. در رنگ - برای تولید آلومینیوم استفاده می شود.
استفاده از انرژی هسته ای در کشاورزی
استفاده از انرژی هسته ای در کشاورزی مشکلات پرورشی را حل می کند و به کنترل آفات کمک می کند.
انرژی هسته ای برای ایجاد جهش در دانه ها استفاده می شود. انجام شدبرای به دست آوردن ارقام جدیدی که عملکرد بیشتری دارند و در برابر بیماری های محصول مقاوم هستند. بنابراین، بیش از نیمی از گندمی که در ایتالیا برای تهیه ماکارونی کشت می‌شود، با استفاده از جهش‌ها پرورش داده شد.
همچنین از رادیو ایزوتوپ ها برای تعیین بهترین روش های کود استفاده کنید. به عنوان مثال، با کمک آنها مشخص شد که هنگام کشت برنج، می توان مصرف کودهای نیتروژنی را کاهش داد. این نه تنها باعث صرفه جویی در پول شد، بلکه محیط زیست را نیز نجات داد.
یک استفاده کمی عجیب از انرژی هسته ای برای تابش لارو حشرات است. این کار به منظور نمایش بی ضرر آنها برای محیط انجام می شود. در این مورد، حشراتی که از لاروهای پرتودهی شده بیرون آمده اند، فرزندانی ندارند، اما در غیر این صورت کاملا طبیعی هستند.
پزشکی هسته ای
پزشکی از ایزوتوپ های رادیواکتیو برای تشخیص دقیق استفاده می کند. ایزوتوپ های پزشکی نیمه عمر کوتاهی دارند و خطر خاصی هم برای دیگران و هم برای بیمار ایجاد نمی کنند.
کاربرد دیگری از انرژی هسته ای در پزشکی اخیرا کشف شد. این توموگرافی گسیل پوزیترون است. می توان از آن برای تشخیص سرطان در مراحل اولیه استفاده کرد.
کاربرد انرژی هسته ای در حمل و نقل
در اوایل دهه 50 قرن گذشته، تلاش هایی برای ایجاد یک تانک با سوخت هسته ای انجام شد. توسعه در ایالات متحده آغاز شد، اما این پروژه هرگز اجرا نشد. عمدتاً به دلیل این واقعیت است که این تانک ها نتوانستند مشکل محافظ خدمه را حل کنند.
شرکت معروف فورد روی خودرویی کار می کرد که با انرژی هسته ای کار می کرد. ولیتولید چنین ماشینی فراتر از طرح نیست.
واقعیت این است که تاسیسات هسته ای فضای زیادی را اشغال کرد و ماشین کاملاً کلی بود. راکتورهای فشرده هرگز ظاهر نشدند، بنابراین پروژه جاه طلبانه محدود شد.
احتمالاً مشهورترین حمل و نقلی که با انرژی هسته ای کار می کند کشتی های مختلف نظامی و غیرنظامی هستند:
- یخ شکن های هسته ای.
- کشتی های حمل و نقل.
- ناوهای هواپیمابر.
- زیردریایی.
- رزمناوها.
- زیردریایی های هسته ای.
مزایا و معایب استفاده از انرژی هسته ای
امروزه سهم انرژی هسته ای در تولید انرژی جهان تقریباً 17 درصد است. اگرچه بشریت از سوخت های فسیلی استفاده می کند، اما ذخایر آن بی پایان نیست.
بنابراین، به عنوان جایگزین، از سوخت هسته ای استفاده می شود. اما فرآیند به دست آوردن و استفاده از آن با خطر بزرگی برای زندگی و محیط زیست همراه است.
البته، راکتورهای هسته ای دائماً در حال بهبود هستند، تمام اقدامات ایمنی ممکن در حال انجام است، اما گاهی اوقات این کافی نیست. به عنوان مثال می توان به حوادث در نیروگاه هسته ای چرنوبیل و فوکوشیما اشاره کرد.
از یک طرف، راکتوری که به درستی کار می کند هیچ تشعشعی به محیط ساطع نمی کند، در حالی که مقدار زیادی مواد مضر از نیروگاه های حرارتی وارد جو می شود.
بزرگترین خطر سوخت مصرف شده، پردازش و ذخیره سازی آن است. چون امروزراه کاملاً ایمن برای دفع زباله های هسته ای اختراع نشده است.
