کاربرد صلح‏آمیز علوم و فنون هسته‏اى در جمهورى اسلامى ایران‏

علوم و فنون هسته‏اى جزء فن آوریهاى پیشرفته و برتر در عصر کنونى مى‏باشد. امروز تأثیر این علوم در گسترش دانش بشرى، تسلط بر طبیعت، تأمین رفاه و پیشرفت زندگى بشر غیر قابل تردید بوده و به درستى مى‏توان آن را از عناصر و محورهاى اصلى توسعه پایدار و از عوامل مهم اقتدار یک کشور به شمار آورد. در واقع در طول نیم قرن گذشته در نتیجه تلاش پیگیر پژوهشگران، این فن آورى نقش مهمى در رشد صنعت، کشاورزى و پزشکى ایفاء نموده است. استفاده از رادیوایزوتوپها در تشخیص و درمان بیماریها، بکارگیرى فن آورى هسته‏اى در تولید برق و تولید مواد با خواص ویژه و همچنین تولید گونه‏هاى مقاوم محصولات کشاورزى نسبت به آفات و کم‏آبى تنها شمارى از استفاده‏هاى گوناگون این علوم در پزشکى، صنعت و کشاورزى است. جمهورى اسلامى ایران مصمم است که با توجه به تأثیر شگرف علوم و فنون هسته‏اى در مؤلفه‏هاى علمى، اقتصادى و اجتماعى به طور کلى توسعه پایدار، راه خود را در مسیر پرپیچ و خم استفاده صلح‏آمیز از این فن آورى باز نماید. چرخه سوخت هسته‏اى‏
اورانیوم متداولترین سوخت براى راکتورهاى هسته است. اورانیوم به طور طبیعى به شکل مخلوطى از اکسیدهاى مختلف است که به طور وسیعى در پوسته زمین به صورتهاى پراکنده یافت مى‏شود.
براى استفاده از اورانیوم به عنوان سوخت، ابتدا باید آن را از سنگهاى معدنى استخراج و جداسازى نمود(مرحله فرآورى سنگ معدن اورانیوم) سپس با تبدیل و غنى سازى، آنرا آماده براى تهیه سوخت کرد(مرحله تبدیل و غنى سازى اورانیوم) پس از آن با روشهاى شیمیایى و فیزیکى مختلف به تولید سوخت هسته‏اى مناسب مبادرت نمود(مرحله تولید سوخت هسته‏اى) و نهایتاً پس از استفاده سوخت در راکتور اتمى به بازفرآورى سوخت مصرف شده اقدام مى‏شود. به مجموعه این فرایندها، چرخه سوخت هسته‏اى گفته مى‏شود. مراحل مختلف چرخه سوخت هسته‏اى عبارتند از:
1- فرآورى سنگ معدن اورانیوم‏
2- تبدیل و غنى سازى اورانیوم‏
3- تولید سوخت هسته‏اى‏
4- بازفرآورى‏ کاربرد علوم هسته‏اى در پزشکى و صنعت و کشاورزى‏
علیرغم پیشرفت همه جانبه علوم و فنون هسته‏اى در طول نیم قرن گذشته، هنوز این تکنولوژى در اذهان عمومى ناشناخته مانده است. وقتى صحبت از انرژى اتمى به میان مى‏آید، اغلب مردم ابر قارچ مانند حاصل از انفجارات اتمى و یا راکتورهاى اتمى براى تولید برق را در ذهن خود مجسم مى‏کنند و کمتر کسى را مى‏توان یافت که بداند چگونه جنبه‏هاى دیگرى از علوم هسته‏اى در طول نیم قرن گذشته زندگى روزمره او را دچار تحوّل نموده است. اما حقیقت در این است که امروزه از رادیوایزوتوپها و پرتوهاى ناشى از فرایندهاى هسته‏اى جهت بهبود محصولات غذایى، نگهدارى مواد غذایى، تعیین منابع آبهاى زیرزمینى، استریلیزه کردن منابع و تولیدات پزشکى، آنالیز هورمونها، کنترل فرایندهاى صنعتى، و بررسى آلودگى محیط زیست استفاده فراوانى به عمل مى‏آید.
تولید گونه‏هایى از محصولات غذایى داراى حاصلخیزى بیشتر، تولید گونه‏هاى مقاوم نسبت به آفات و کم آبى، استفاده مؤثرتر از منابع آبى و جمع آورى آنها، نابودى آفات، جلوگیرى از فساد محصولات در هنگام نگهدارى از مهمترین موارد استفاده از علوم و تکنولوژى هسته‏اى در کشاورزى است. کاربرد روشهاى هسته‏اى در علوم پزشکى نسبت به سایر بخشها معروفتر و عمومى‏تر است. بیش از 100 سال است که دانشمندان با خواص اشعه ایکس آشنا شده‏اند و از آن براى تشخیص پزشکى استفاده مى‏کنند. تصویربردارى، تشخیص،پیش بینى و درمان برخى بیماریها در نتیجه استفاده از پرتودهى و رادیوایزوتوپها حاصل مى‏گردد. بطور مثال 131I- براى تشخیص محل و مکان تومورهاى مغزى مورد استفاده قرار مى‏گیرد و یا از آن براى تعیین فعالیت غده تیروئید و کبد استفاده مى‏شود.51 - Cr براى تحقیقات خون‏شناسى، 75 - Seبراى بررسى لوزالمعده، 57-Co براى تشخیص کم خونى، 14- Cبراى تحقیقات بیولوژیکى و داروسازى، 137-Cs جهت درمان غدد سرطانى، 67-Cu براى از بین بردن غدد سرطانى از رایج‏ترین رادیوداروها در امر پزشکى مى‏باشند. استفاده از پرتو گاما تولید شده از 60- Coاز مؤثرترین و مقرون به صرفه‏ترین روشها در زمینه سترون نمودن وسایل، ابزار آلات و تولیدات پزشکى است.
طى نیم قرن گذشته، تکنولوژى هسته‏اى کاربردهاى گسترده‏اى در صنعت نیز یافته است. تسهیل عملیات اکتشاف و استخراج معادن زیرزمینى نفت و گاز، تشخیص محل نشت سیالات در لوله‏ها و مخازن، تعیین میزان خوردگى فلزات، اندازه‏گیرى دقیق قطرسنجى، ضخامت سنجى و سطح سنجى، تعیین فرسودگى غشاء داخلى کوره‏هاى صنعتى، استفاده از اثرات متقابل پرتوها با مواد جهت بهینه سازى عملکرد آنها در صنعت و... تماماً از مهمترین استفاده‏هاى صنعت از علوم و فنون هسته‏اى است. در این زمینه بطور مثال 241-Am جهت تعیین محل حفارى چاههاى نفت، 109-Cd جهت آزمایش عیار فلزات، 14- Cبراى تحقیقات باستان‏شناسى، 85-Kr جهت اندازه‏گیرى ضخامت صفحات و الیاف بکار مى‏روند. فن‏آورى هسته‏اى در ایران‏
در حال حاضر جمهورى اسلامى ایران برنامه، کلان هسته‏اى خود را عمدتاً در سه زمینه متمرکز نموده که مناسب است جداگانه به هر یک از آنها بطور خلاصه پرداخته شود.
1) راکتورهاى هسته‏اى‏ الف) تولید الکتریسیته توسط نیروگاههاى هسته‏اى‏
از مهمترین منابع استفاده صلح‏آمیز از انرژى اتمى، ساخت راکتورهاى هسته‏اى جهت تولید برق مى‏باشد. راکتور هسته‏اى وسیله‏اى است که در آن فرایند شکاف هسته‏اى به صورت کنترل شده انجام مى‏گیرد. در طى این فرایند انرژى زیادى آزاد مى‏گردد. هم اکنون در سراسر جهان، راکتورهاى متعددى در حال کار وجود دارند که بسیارى از آنها براى تولید قدرت و به منظور تبدیل آن به انرژى الکتریکى، پاره‏اى براى راندن کشتیها و زیردریائیها، برخى براى تولید رادیوایزوتوپها و تحقیقات علمى و گونه‏هایى نیز براى مقاصد آزمایشى و آموزشى مورد استفاده قرار مى‏گیرند. در حال حاضر بیش از 430 نیروگاه اتمى در جهان در حال کار مى‏باشند که نزدیک به 16 درصد برق جهان را تولید مى‏کنند.
از مهمترین برنامه‏هاى کلان جمهورى اسلامى ایران در توسعه هسته‏اى، تولید برق هسته‏اى مى‏باشد. طى سه دهه گذشته با توجه به روند روبه رشد توسعه اجتماعى و اقتصادى در ایران، استراتژى بهره بردارى از منابع فسیلى متأثر از دو عامل محدود کننده گشته است. از یک طرف ارتقاء سطح زندگى و برنامه‏هاى بهبود شاخص‏هاى اقتصادى نیازمند تأمین روند تقاضاى صعودى انرژى در کلیه بخش‏هاى خانگى و صنعتى داخلى مى‏باشد و از طرفى دیگر، اقتصاد ملى وابسته به درآمدهاى نفتى است که رهایى از این دو عامل متضاد، مستلزم ایجاد یک استراتژى درازمدت و تجدیدنظر در روند استفاده بى رویه از منابع فسیلى در کشور شده است.
جمهورى اسلامى ایران با توجه به ملاحظات مختلف از جمله محدود بودن منابع فسیلى، ارزش افزوده بیشتر استفاده از این منابع در صنایع تبدیلى مثل پتروشیمى و معضلات زیست محیطى ناشى از استفاده از آنها، نمى‏تواند صرفاً به خاطر داشتن منابع عظیم نفت و گاز تنها متکى به تأمین انرژى خود از میان سوختهاى فسیلى باشد. لذا جمهورى اسلامى ایران براى تأمین انرژى خود مى‏بایست از انواع دیگر انرژى خصوصاً انرژى هسته‏اى استفاده نماید.
به منظور تعیین سهم بهینه انواع نیروگاهها براى تأمین انرژى الکتریکى مورد نیاز کشور طى 20 سال آینده، نتایج استفاده از مدل برنامه ریزى WASP که معروفترین و کاربردى‏ترین مدل بهینه سازى سیستم عرضه انرژى الکتریکى است نشان مى‏دهد که تا سال 2025 جمهورى اسلامى ایران موظف است بر اساس رشد مؤلفه‏هاى اقتصادى کشور، ساخت 20000 مگاوات برق هسته‏اى را به عنوان برنامه اصلى توسعه نیروگاههاى هسته‏اى کشور در دستور کار خود قرار دهد. ب) راکتورهاى تحقیقاتى
اولین راکتور تحقیقاتى هسته‏اى که در ایران مورد بهره بردارى قرار گرفت، راکتورى از نوع آب سبک استخرى با قدرت حرارتى 6 مگاوات بود که شروع ساخت آن سال 1960 و تاریخ اولین بهره بردارى آن سال 1967 تحت مدیریت دانشگاه تهران صورت پذیرفته است. در حال حاضر سه نوع راکتور تحقیقاتى با مشخصات زیر در ایران در حال بهره‏بردارى است:
راکتور تحقیقاتى تهران (TRR) نوع آب سبک با قدرت 5 مگاوات.
راکتور تحقیقاتى مینیاتورى (MNSR)، نوع آب سبک با قدرت KW 30 کیلو وات.
راکتورصفر قدرت آب سنگین (HWZPR)، نوع آب سنگین با قدرت 100 وات.
راکتور تحقیقاتى پنج مگاواتى مستقر در مرکز تحقیقات هسته‏اى تهران، علاوه بر کاربردهاى فوق الذکر جهت تولید برخى از رادیوایزوتوپهاى مورد نیاز کشور در پزشکى، صنعت و کشاورزى نیز مورد استفاده قرار گرفته است. با افزایش طول عمر این راکتور(37 سال تاکنون) و قدیمى و مستعمل شدن تجهیزات و سیستمهاى مختلف آن، همانند سایر راکتورهاى مشابه در جهان، مى‏بایست به فکر جایگزینى براى آن بود.
از طرف دیگر نیازمندیهاى روز افزون کشور به رادیوداروهاى مختلف جهت مصارف تشخیص و درمان پزشکى و رادیوایزوتوپهاى گوناگون براى کاربردهاى صنعتى و تحقیقاتى و محدودیتهاى مختلفى که کشور حتى در ارتباط با تهیه و تأمین این قبیل از رادیوایزوتوپها از منابع خارج از کشور روبرو بوده است. مسؤولین کشور را مصمم به احداث یک راکتور تحقیقاتى جدید به منظور جایگزینى این راکتور قدیمى نمود. راکتور تحقیقاتى جدید از نوع آب سنگین و با قدرت 40 مگاوات بوده و موسوم به (JR04) مى‏باشد. طراحى پایه این پروژه در سال 2002 کامل شده است و بلافاصله طراحى تفصیلى شروع گردید. عملیات اجرایى و تدارکات پروژه از سال 2004 آغاز گردیده و عملیات خاکبردارى ساختمان راکتور، ساختمان جانبى، ساختمان کنترل و ساختمانهاى سرویس دهى تاکنون تکمیل شده است و پیش بینى مى‏شود کارهاى ساختمانى ساختمان راکتور در آینده نزدیک تکمیل شود. 2) سوخت هسته‏اى‏
برنامه کلان دیگر در توسعه هسته‏اى ایران، خودکفائى در زمینه تولید سوخته هسته‏اى است. تصمیم به ساخت انواع نیروگاههاى اتمى که تماماً تحت نظارت آژانس انجام خواهد شد جمهورى اسلامى ایران را ملزم مى‏سازد که در زمینه تولید انواع سوخت هسته‏اى فعالیت نماید. روشن است که براى تولید سوخت هسته‏اى مى‏بایست مراحل فرآورى سنگ معدن اورانیوم، تبدیل اورانیوم و غنى سازى اجرا گردد. پروژه ساغند یزد نمایش عینى فعالیت ایران در زمینه استحصال اورانیوم از منابع طبیعى است. تأسیسات موجود در این کارخانه، اورانیوم را از عمق 350 مترى استخراج کرده و سپس در منطقه بندرعباس و یا اردکان یزد(در حال ساخت) پس از اعمال فرایندهاى مختلف شیمیایى و فیزیکى به کیک زرد تبدیل مى‏کند. آنچه در اصفهان تحت عنوان پروژه (UCF) انجام مى‏گردد. تبدیل کیک زرد به هگزارفلورید اورانیوم (UF6)، اورانیوم فلزى و اکسید اورانیوم است. خوراک اصلى کارخانه غنى سازى در نطنز مى‏باشد. لذا آنچه در نطنز در حال انجام است تکمیل واحد غنى سازى اورانیوم براى تولید سوخت هسته‏اى نیروگاههایى است که از اورانیوم با غناى کم (LEU) حدوداً تا 5 درصد U-532 استفاده مى‏کنند. اکسید اورانیوم نیز ترکیب اصلى سوخت هسته‏اى نیروگاهها و راکتورهاى اتمى مى‏باشد. براى تولید غلاف سوخت، کارخانه ZPP در اصفهان ساخته شده است. 3) توسعه هسته‏اى ایران در پزشکى، صنعت و کشاورزى‏
جمهورى اسلامى ایران برنامه گسترده‏اى در خصوص توسعه هسته‏اى در موارد فوق دارد. در این زمینه، سازمان اترژى اتمى ایران با ایجاد مراکز و آزمایشگاههاى مختلف تحقیقاتى، تولیدى و خدماتى در این امر اهتمام کامل ورزیده است.
مراکز زیر از جمله مهمترین تأسیسات هسته‏اى سازمان جهت اجرایى نمودن توسعه هسته‏اى مى‏باشد.
1- مرکز تحقیقات هسته‏اى‏
2- مرکز تحقیقات گداخت هسته‏اى‏
3- مرکز تابش گاما
4- مرکز تحقیقات پزشکى و کشاورزى هسته‏اى‏
5 - مرکز پرتو فرآیند
6- مرکز علمى و صنعتى بناب‏
7- مرکز تحقیقات لیزر
بخشى از مهمترین فعالیت‏هاى مراکز فوق عبارتند از:
1- تولید رادیوایزوتوپهایى مثل: 192-Ir، 60-CO،137-Cs
2- تولید رادیوداروهایى مثل: ژنراتور 99-Mo /m99-Tc، 131-I، 32-P، 67-Ga
3- تولید انواع کیتهاى رادیودارویى‏
4- تولید گندم موتانت و غیر موتانت، جو موتانت و غیر موتانت و پنبه موتانت‏
5 - تولید سیستم شمارش هسته‏اى با آشکار ساز گایگر
6- تولید مولد پالس هسته‏اى‏
7- تولید دزیمتر جیبى و دزیمتر دیجیتال دستى‏
8 - استریلزاسیون محصولات بهداشتى‏
9- تولید انواع لیزرها

موارد فوق تنها نمونه‏هاى اندکى از فعالیتهاى سازمان انرژى اتمى در خصوص توسعه هسته‏اى در پزشکى، صنعت و کشاورزى است. در حال حاضر صدها پروژه تحقیقاتى، کاربردى و تولیدى در مراکز مختلف سازمان در حال انجام است که نشانگر عزم و برنامه‏ریزى جمهورى اسلامى ایران در توسعه علوم و فن آورى هسته‏اى مى‏باشد.
کلیه فعالیتهاى انرژى هسته‏اى ایران از زمان پیوستن به معاهده NPT در 1970 و امضاء موافقتنامه پادمان جامع (INFCIRC/412) زیر پوشش نظارتى آژانس بین المللى انرژى اتمى(IAEA) بوده است.



پاورقی ها:

تعداد مشاهده مقاله: 69