انرژی هسته‌ای و زندگی روزمره؛ از دارو و برق تا کشاورزی و صنعت
- براساس ماده یک قانون سازمان انرژی اتمی ایران -مصوب تیرماه ۱۳۵۳- سازمان انرژی اتمی ایران برای استفاه از اشعه و انرژی اتمی در صنایع و کشاورزی و خدمات و ایجاد کارخانه‌های شیرین کردن آب شور و تولید مواد اولیه مورد نیاز صنایع اتمی و ایجاد زیربنای علمی و فنی لازم برای اجرای طرح‌های مزبور همچنین برقراری همانگی و نظارت بر کلیه امور مربوط به انرژی اتمی در کشور تاسیس شده است.
انرژی هسته‌ای با جداسازی اتم‌ها از یکدیگر آزاد می‌شود. این فرآیند که هم‌جوشی هسته‌ای نامیده می‌شود، انرژی حرارتی آزاد می‌کند و سپس به سمت عامل خنک‌کننده‌ای مانند آب هدایت می‌شود و بخار آب حاصل از خنک شدن این حرارت، توربینهای متصل به ژنراتور‌های تولید کننده برق را به حرکت درمی‌آورد و آن را می‌چرخاند.
در حال حاصر ۴۵۰ رآکتور در جهان وجود دارد که ۱۱ درصد از برق کشور‌های جهان را تولید می‌کند. بزرگترین تولیدکنندگان انرژی هسته‌ای در جهان به ترتیب در آمریکا، فرانسه، چین، روسیه و کره‌جنوبی هستند که اورانیوم معمول‌ترین سوختی است که در انرژی هسته‌ای به کار می‌رود و به عنوان فلزی فراوان در دنیا شناخته می‌شود.
کاربرد صنعت هسته‌ای در ایران
ایران سال‌های بسیاری است که به استفاده صلح‌آمیز از انرژی هسته‌ای روی آورده و با حسن نیت ثابت کرده است که هدفی جز استفاده صلح‌آمیز و صنعتی از این انرژی ندارد. عمده فعالیت‌های علمی سازمان انرژی اتمی و صنعت هسته‌ای طراحی، احداث و بهره‌برداری از نیروگاه‌های هسته‌ای قدرت، طراحی، احداث و بهره برداری از شتابدهنده‌ها برای کاربرد پزشکی، صنعت و کشاورزی، کاربرد لیزر در پزشکی و صنعت، چرخه سوخت هسته‌ای، احداث و بهره‌برداری از راکتور‌های تحقیقاتی از نوع شکافت و هم‌جوشی (گداخت) هسته‌ای، فعالیت‌های تحقیقاتی با هدف توسعه کاربرد پرتو‌ها در صنعت، کشاورزی و پزشکی و نظارت بر ایمنی فعالیت‌های هسته‌ای در کشور از طریق مرکز نظام ایمنی هسته‌ای کشور است.
استفاده از صنعت هسته‌ای در کشاورزی
فعالیت‌های سازمان انرژی اتمی برای استفاده صلح‌آمیز در کشاورزی از سال ۱۳۵۳ آغاز شد. ماموریت سازمان در جهت بهبود خصوصیات کمی و کیفی خاک، آب و تولیدات زراعی، باغی و دامی با استفاده از فناوری هسته‌ای قرار گرفت.
استفاده از ایزوتوپ‌های مواد رادیواکتیو در به دست آوردن اطلاعات از گذشته، اندازه‌گیری‌های صنعتی، کنترل کیفی محصولات، تشخیص و درمان بیماری‌ها و تولید گونه‌های مقاوم محصولات کشاورزی نسبت به آفات و کمی آب و ... کاربرد دارد.
ویژگی اصلی که باعث استفاده از این مواد در صنعت کشاورزی می‌شود، این است که می‌تواند بدون اینکه ضرری برای بدن انسان داشته باشد، نتایج مطلوبی را به همراه داشته باشد. زیرا بدون استفاده از سموم شیمیایی می‌توان با بسیاری از حشرات و آفات مبارزه کرد. همچنین با استفاده از مواد رادیو اکتیو می‌توان در گیاهان خاصیتی را ایجاد کرد که از حداکثر آب موجود در خاک استفاده کنند. به این ترتیب علاوه بر کاهش آب مصرف و هزینه‌های تولیدی مانع از هدر رفتن آب خواهیم شد.
همچنین در بخش کشاورزی می‌توان برای کنترل حشرات، افزایش تولید موادغذایی و کاهش میزان کود از انرژی هسته‌ای استفاده کرد و کیفیت موادغذایی را تا حد زیادی افزایش داده و مدت‌زمان نگهداری و سالم ماندن آن‌ها را بالا برد.
تاثیر استفاده از صنعت هسته‌ای در محیط زیست
در اکثرکشور‌ها از سوخت‌های فسیلی مانند نفت، گاز و زغال سنگ به عنوان مهم‌ترین منبع تولید انرژی استفاده می‌شود؛ ولی آثار زیست‌محیطی آن، عدم اطمینان در کافی بودن منابع سوخت‌های فسیلی برای تهیه انرژی در آینده و لزوم حفظ منابع نفت و گاز برای نسل‌های آینده، مسائلی است که لزوم توجه به فناوری‌های نوین مانند انرژی هسته‌ای را اجتناب ناپذیر می‌کند.
استفاده از صنعت هسته‌ای برای شیرین کردن آب شور
یکی ازکاربرد‌هایی فناوری‌های هسته‌ای که نقش مهمی در زندگی مردم دارد، قابل شرب کردن آب مصرفی است. در مواردی که نتوان از نهر‌ها و سفره‌های زیرزمینی آب قابل شرب استخراج کرد، نمک‌زدایی آب دریا و آب‌های زیرزمینی معدنی یا فاضلاب‌های شهری در اولویت بعدی قرار می‌گیرند.
بیشتر موارد نمک‌زدایی در زندگی امروز با استفاده از سوخت‌های فسیلی انجام می‌شوند که منجر به بالارفتن میزان گاز‌های گلخانه‌ای می‌شوند. معمولا نمک‌زدایی هسته‌ای یکپارچه در کارخانه با بیش از ۱۵۰ سال قدمت، در کشور‌های قزاقستان، هند و ژاپن به وفور انجام می‌شود.
با توجه به اینکه رآکتور‌های عمل‌کننده هیچ یک از گاز‌های گلخانه‌ای را که در گرمایش کره‌زمین نقش دارند، ترشح نمی‌کنند، می‌توان از آن به عنوان راه‌حلی برای شیرین کردن آب‌های شور و قابل شرب کردن آن‌ها استفاده کرد.
استفاده از صنعت هسته‌ای برای تولید برق
به جرئت می‌توان گفت که بیشترین استفاده از انرژی هسته‌ای برای تولید برق است؛ جمهوی اسلامی ایران با توجه به پایان‌پذیر بودن منابع سوخت فسیلی و همچنین استفاده از گاز مازوت به دلیل کمبود سایر سوخت‌ها که از آلودگی کمتری برخوردار است، اقدام به تولید برق از طریق انرژی هسته‌ای کرده است.
الزامات قانونی کشور نیز هدف بلند مدت ساخت و بهره‌برداری از نیروگاه‌های هسته‌ای برای تولید ۲۰ هزار مگاوات برق را برای سازمان انرژی اتمی ایران تعیین کرده است. با توجه به آن، سازمان انرژی اتمی ایران برنامه‌های بلندمدت توسعه چرخه سوخت هسته‌ای و فعالیت‌های پژوهشی مرتبط را تدوین و در دست اقدام دارد.
کابرد صنعت هسته‌ای در زمینه پزشکی و تولید دارو
یکی از روش‌های تشخیصی و درمانی ارزشمند در طب، پزشکی هسته‌ای است. به لطف صنعت هسته‌ای تشخیص بسیاری از بیماری‌ها از جمله سرطان انجام می‌گیرد. همچنین می‌توان از آن برای استریل و ضدعفونی کردن تجهیزات پزشکی و یادگیری فرآیند‌های بیولوژی با استفاده از ردیاب‌ها و مطالعه ویژگی‌های سلول‌های تومور استفاده کرد.
یکی دیگر از موارد استفاده پزشکی هسته‌ای تولید رادیودارو است. به طور کلی رادیو دارو‌ها دو کارکرد متفاوت دارند که عبارتند از کارکرد‌های تشخیصی و کارکرد‌های درمانی. با این حال فرایند کلی کارکرد رادیو دارو‌ها در هر دو مشابه است. به‌طور خلاصه عبارت است از ورود رادیو دارو به درون بدن، هدایت آن به عضو مورد نظر و باقی ماندن رادیو دارو برای یک مدت زمان معین در آن محل و انتشار پرتو از آن.
از صنعت هسته‌ای در حوزه‌های دیگر مانند حوزه صنعت و ردیاب‌های ایزوتوپی، تولید آب سنگین، فناوری کوانتومی که در ارتباطات، زیست‌شناسی، شبیه‌سازی، محاسبات و حسگر‌ها استفاده می‌شود.
