بخشی از مقاله
ضرورت دستیابی به فناوری هسته ای
مقدمه
انرژی هستهای از عمده‌ترین مباحث علوم و تکنولوژی هستهای است و هم اکنون نقش عمده‌ای را در تأمین انرژی کشورهای مختلف خصوصا کشورهای پیشرفته دارد. اهمیت انرژی و منابع مختلف تهیه آن ، در حال حاضر جزء رویکردهای اصلی دولتها قرار دارد. به عبارت بهتر ، از مسائل مهم هر کشور در جهت توسعه اقتصادی و اجتماعی بررسی ، اصلاح و استفاده بهینه از منابع موجود انرژی
در آن کشور است. امروزه بحرانهای سیاسی و اقتصادی و مسائلی نظیر محدودیت ذخایر فسیلی ، نگرانیهای زیست محیطی ، ازدیاد جمعیت ، رشد اقتصادی ، همگی مباحث جهان شمولی هستند که با گستردگی تمام فکر اندیشمندان را در یافتن راهکارهای مناسب در حل معظلات انرژی در جهان به خود مشغول داشته اند.
در حال حاضر اغلب ممالک جهان به نقش و اهمیت منابع مختلف انرژی در تأمین نیازهای حال و آینده پی برده و سرمایه گذاریها و تحقیقات وسیعی را در جهت سیاستگذاری ، استراتژی و
برنامه‌های زیربنایی و اصولی انجام می‌دهند. هم اکنون تدوین استراتژی که مرکب از بررسی تمامی پارامترهای تأثیر گذار در انرژی و تعیین راهکارهای مناسب جهت تمیزتر و کاراتر نمودن انرژی و الگوی بهینه مصرف آن می‌باشد، در رأس برنامه‌های زیربنایی اکثر کشورهای جهان قرار دارد. در میان حاملهای مختلف انرژی ، انرژی هستهای جایگاه ویژه‌ای دارد. هم اکنون بیش از 430 نیروگاه هستهای در جهان فعال می‌باشند و انرژی برخی کشورها مانند فرانسه عمدتا از برق هستهای
تأمین می‌شود.
ذخایر و سرمایه گذاری جهانی انرژی
براساس گزارش وزارت صنایع فرانسه ، هزینه یک نیروگاه هستهای 1400 مگا واتی معادل 15.4 میلیارد فرانک ، یک نیروگاه گاز سوز با همین ظرفیت 4.3 میلیارد فرانک و یک نیروگاه زغال سنگ یوز با ظرفیت مشابه 9 میلیارد فرانک ارزش دارد. در مقابل ، این امتیاز برای گاز ارمغانی به همراه ندارد. زیرا هزینه تولید هر کیلو وات ساعت برق تا 70 درصد به قیمت سوخت بستگی دارد.
بر اساس مطالعات انجام گرفته ، 43 سال دیگر نفت ، 66 سال دیگر گاز طبیعی و 233 سال دیگر زغال سنگ تمام خواهد شد، اما هنوز می‌توان ذخایر تازه کشف کرد. اورانیوم مورد نیاز تا 60 سال دیگر وجود دارد. رآکتورهایی که از نوترونهای سریع استفاده می‌کنند (سوپر _ فیکس در فرانسه) قادرند از یک واحد حجم اورانیوم ، هفتاد بار بیشتر از رآکتورهای کنونی انرژی بگیرند. نفت 34 درصد ، زغال سنگ 31 درصد ، گاز 22 درصد ، انرژی هستهای 6 درصد ، سایر انرژیها 7 درصد.
تکثیر هستهای به منظور کاهش هزینه‌ها
در مورد تولید انرژی باید به این نکته توجه کنیم که این انرژی چه خدماتی را ارائه می‌کند و با کدام هزینه ، که اکثرا مردم به دنبال خدمات بیشتر با دستیابی آسان و ایمنی بالا با هزینه کمتر هستند. در حال حاضر تولید برق گازی ارزانتر از دیگر سوختها می‌باشد و با سوخت زغال سنگ بیشترین
هزینه را دارد. البته اگر موضوع عوارض آلودگی گاز کربنیک را فراموش نکنیم. در صورت وضع این مالیات ، بهای تولید گازی برق افزایش می‌یابد. در این میان انرژی هستهای ، تقریبا از هرگونه بحران این چنینی به دور است.
برای ساخت یک بمب هستهای با کمترین هزینه ، علاوه بر داشتن تأسیسات مربوطه ، لازم است پلوتونیومی در اختیار داشت که میزان ایزوتوپ 240 آن بیشتر باشد. این پلوتونیوم را می‌توان در یک رآکتور هستهای غیر نظامی نیز تولید کرد. به همین دلیل است که آژانس بین‌المللی انرژی اتمی در وین ، پیوسته رآکتورهای جهان را کنترل می‌کند.
کاربردهای علوم و تکنولوژی هستهای
علیرغم پیشرفت همه جانبه علوم و فنون هستهای در طول نیم قرن گذشته ، هنوز این تکنولوژی در اذهان عمومی ناشناخته مانده است. وقتی صحبت از انرژی اتمی به میان می‌آید، اغلب مردم ابر قارچ مانند حاصل از انفجارات اتمی و یا راکتورهای اتمی برای تولید برق را در ذهن خود مجسم می‌کنند و کمتر کسی را می‌توان یافت که بداند چگونه جنبه‌های دیگری از علوم هستهای در طول نیم قرن گذشته زندگی روزمره او را دچار تحول نموده است. اما حقیقت در این است که در طول این مدت در نتیجه تلاش پیگیر پژوهشگران و مهندسین هستهای، این تکنولوژی نقش مهمی را در ارتقاء سطح زندگی مردم ، رشد صنعت و کشاورزی و ارائه خدمات پزشکی ایفاء نموده است.
استفاده صلح آمیز از انرژی هستهای
موارد زیر از مهمترین استفاده‌های صلح آمیز از علوم و تکنولوژی هستهای می‌باشند:
1. استفاده از انرژی حاصل از فرآیند شکافت هسته اورانیوم یا پلوتونیوم در راکتورهای اتمی جهت تولید برق و یا شیرین کردن آب دریاها.
2. استفاده از رادیوایزوتوپها در پزشکی ، صنعت و کشاورزی
3. استفاده از پرتوهای ناشی از فرآیندهای هستهای در پزشکی ، صنعت و کشاورزی
مزایا و معایب انرژیهای فسیلی و هستهای
نیروی هستهای با وجود خطرها و محدودیتها ، به دلیل تولید نکردن گاز گلخانه‌ای ، بر انرژیهای فسیلی برتری دارد. سوختهای فسیلی با تولید گازهای گلخانه‌ای در افزایش تعداد طوفانها و تغییرات آب و هوایی شدید خیلی موثر می‌باشد.
گازهای گلخانه‌ای
امتیاز و برتری انرژی هستهای در این است که حتی یک مولکول گاز کربنیک از راکتور هستهای به هوا نمی‌رود. در عوض اورانیوم مورد نیاز این راکتور باید با کامیونهایی که سوخت فسیلی (نفت) می سوزانند، حمل و نقل گردد. همچنین مراحلی که برای کار با اورانیوم انجام می‌شود، به سوخت نفتی نیازمند است. در مجموع هر کیلو وات ساعت برق هستهای حدود 25 گرم گاز گلخانه‌ای تولید می‌کند. هر کیلو وات ساعت برف زغال سنگ سوز ، 650 تا 1250 گرم گاز کربینیک تولید می‌کند. همچنین برای تولید هر کیلو وات ساعت برق از نیروگاههای گاز سوز، 450 تا 650 گرم گاز کربنیک انتشار می‌یابد.
زباله‌ها
یک نیروگاه هستهای صد مگاواتی سالانه پانصد تن زباله با درجه رادیو اکتیو ضعیف ، دویست تن زباله با درجه رادیواکتیو متوسط و 25 تن زباله با درجه رادیواکتیو شدید تولید می‌کند. در مقایسه ، یک نیروگاه برق زغال سنگ سوز 350 هزار تن زباله سخت (زباله‌های معدنی ، خاکستر و تفاله آهن) که صدها کیلو فلز سنگین نیز در میان آنها وجود دارد ، تولید می‌کند. البته پیشرفتهای فنی
باید اجازه دهد که از این میزان زباله کاسته شود. با وجود این سوخت فسیلی از نظر تولید زباله پر بار هستند. اما گاز ، بجز گاز کربنیک ، تقریبا زباله یا تولید جانبی خطرناکی ندارد. رادیو اکتیویته نامرئی است، اما حتی ضعیفترین درجه رادیو اکنیویته که ممکن است برای محیط زیست مضر باشد، قابل ردیابی است. در نتیجه نیروگاههای هستهای را می‌توان به خوبی کنترل کرد و در واقع کشف خطر آنها راحتتر از نیروگاههای گرمایی کلاسیک است.
بهداشت و سلامتی
انرژی هستهای با مصارف غیر نظامی تا به حال کمتر از انرژیهای فسیلی قربانی گرفته است. یک نیروگاه هستهای در شرایط فعالیت معمول و سالم مواد رادیواکتیو ساطع می‌کند. ولی میزان آسیب پذیری به مراتب کمتر از آزمایشهای رادیولوژیک و رادیواکتیویته طبیعی (رادون) است. سوختهای فسیلی نیز مقادیر زیادی از آلوده کننده‌های خطرناک را در هوا می‌پراکند که مضرات زیادی داشته و در اکثر موارد کشنده نیز می‌باشد.
آسیبهای وارد شده به زمین
طی مطالعات انجام گرفتته آسیبهای ناشی از سوختهای فسیلی با در نظر گرفتن آسیبهای مربوط به گازهای گلخانه‌ای تقریبا تا دو برابر آسیبهای انرژی هستهای می‌باشد.
عمده کاربردهای انرژی هستهای
انرژی هستهای دارای کاربرد متعددی است که در یک تقسیم بندی کلی می‌توان کاربردهای نظامی و غیر نظامی یا صلح جویانه را برای آن نام برد. از آنجا که سیاست ج.ا.ایران استفاده صلح آمیز از مواد و انرژی هستهای است، بحث این نوشتار پیرامون کاربردهای صلح آمیز انرژی هستهای با تکیه بر فعالیتهای هستهای صلح آمیز ج.ا.ایران می‌باشد. انرژی هستهای بصورت صلح جویانه موارد
مصرف گوناگونی دارد که به شرح آنها می‌پردازیم. (شایان ذکر است که آژانس بین المللی انرژی اتمی در این حوزه تحقیقات متعددی را انجام داده است که به مراحل کاربردی نیز رسیده‌اند.
انرژی اتمی کاربردهای وسیعی در علوم و صنایع مختلف (پزشکی ، داروسازی ، صنایع غذایی ، شاخه‌های مختلف صنعت ، کشاورزی ، رد یابی و ...) داشته و از این نظر خیلی حائز اهمیت است. به عنوان مثال برای رد یابی محل نشت در لوله‌های انتقال نفت و یا گاز که در زیر زمین بوده ، خیلی راحت با آشکار سازی نوترونهایی که به داخل لوله‌ها تزریق شده و از محل نشت خارج می‌شوند، پی برده و ... .
کاربرد انرژی اتمی در بخش بهداشتی
بر طبق آمارهای سازمان بهداشت جهانی ، میزان افراد سرطانی در کشورهای در حال توسعه تا سال 2015 هر ساله 10 میلیون نفر افزایش می‌یابد. این در حالی است که شیوه‌های زندگی در حال تغییر است. اکثر کشورهای در حال توسعه دارای متخصصین کافی در این زمینه یا دستگاههای رادیو تراپی نمی‌باشند تا بتوانند بطور موثر و ایمن با بیماران سرطانی خود تعامل کنند. در حدود 15
کشور آفریقایی و جند کشور آسیایی ، حتی یک رادیو تراپی نیز وجود ندارد. آژانس بین المللی انرژی اتمی در این زمینه برای کمک به کشورها برنامه‌هایی را تدارک دیده است. همجنین از تکنیکهای هستهای در داروهای هستهای نیز استفاده می‌شود و در طول سال اخیر آزانس 5 دوره آزمایش فقط در آسیای غربی در این خصوص برگذار نموده است.
سایر کاربردهای انرژی هستهای
• کاربردهای پزشکی: بطور کلی می‌توان موثر در ذیل را به عنوان مصادیق کاربرد تکنیکهای هستهای در حوزه پزشکی نام برد.
1. تهیه و تولید رادیو داروی ید-131، حهت تشخیص بیماریهای تروئید و درمان آنها.
2. تهیه و تولید کیتهای رادیو دارویی جهت مراکز پزشکی هستهای.
3. کنترل کیفی رادیو داروهای خوراکی و تزریقی برای تشخیص ودرمان بیماریها.
• کاربرد انرژی اتمی در بخش دامپزشکی و دامپروری.
• کاربرد تکنیکهای هستهای در مدیریت منابع آب.
• کاربرد انرژی هستهای در بخش صنایع غذایی و کشاورزی.
• کاربرد انرژی در صنایع.
• کاربرد تکنیک هستهای در شناسایی مینهای ضد نفر.
• کاربرد انرژی اتمی در تولید الکتریسته.
انرژی هستهای در ایران
جمهوری اسلامی ایران بیش از سه دهه است که تحقیقات متنوعی را در زمینه‌های مختلف علوم و تکنولوژی هستهای انجام داده و براساس استراتژی خود ، مصمم به ایجاد نیروگاههای هستهای به ظرفیت کل 6000 مگاوات تا سال 1400 هجری شمسی می‌باشد. در این زمینه ، جمهوری
اسلامی ایران در نشست گذشته آژانس بین المللی انرژی اتمی ، تمایل خود را نسبت به همکاری تمامی کشورهای جهان جهت ایجاد این نیروگاهها و تهیه سوخت مربوطه رسما اعلام نموده است.
انرژی هستهای
د ید کلی
وقتی که صحبت از مفهوم انرژی به میان می‌آید، نمونه‌های آشنای انرژی مثل انرژی گرمایی ، نور و یا انرژی مکانیکی و الکتریکی در شهودمان مرور می‌شود. اگر ما انرژی هستهای و امکاناتی که این انرژی در اختیارش قرار می‌دهد، آشنا شویم، شیفته آن خواهیم شد.
نحوه آزاد شدن انرژی هستهای
می‌دانیم که هسته از پروتون (با بار مثبت) و نوترون (بدون بار الکتریکی) تشکیل شده است. بنابراین بار الکتریکی آن مثبت است. اگر بتوانیم هسته را به طریقی به دو تکه تقسیم کنیم، تکه‌ها در اثر نیروی دافعه الکتریکی خیلی سریع از هم فاصله گرفته و انرژی جنبشی فوق العاده‌ای پیدا می‌کنند. در کنار این تکه‌ها ذرات دیگری مثل نوترون و اشعه‌های گاما و بتا نیز تولید می‌شود. انرژی جنبشی تکه‌ها و انرژی ذرات و پرتوهای بوجود آمده ، در اثر برهمکنش ذرات با مواد اطراف ، سرانجام به انرژی گرمایی تبدیل می‌شود. مثلا در واکنش هستهای که در طی آن 235U به دو تکه تبدیل می‌شود، انرژی کلی معادل با 200MeV را آزاد می‌کند. این مقدار انرژی می‌تواند حدود 20 میلیارد کیلوگالری گرما را در ازای هر کیلوگرم سوخت تولید کند. این مقدار گرما 2800000 بار برگتر از حدود 7000 کیلوگالری گرمایی است که از سوختن هر کیلوگرم زغال سنگ حاصل می‌شود.
کاربرد حرارتی انرژی هستهای
گرمای حاصل از واکنش هستهای در محیط راکتور هستهای تولید و پرداخته می‌شود. بعبارتی در طی مراحلی در راکتور این گرما پس از مهارشدن انرژی آزاد شده واکنش هستهای تولید و پس از خنک سازی کافی با آهنگ مناسبی به خارج منتقل می‌شود. گرمای حاصله آبی را که در مرحله خنک سازی بعنوان خنک کننده بکار می‌رود را به بخار آب تبدیل می‌کند. بخار آب تولید شده ، همانند آنچه در تولید برق از زعال سنگ ، نفت یا گاز متداول است، بسوی توربین فرستاده می‌شود تا با راه اندازی مولد ، توان الکتریکی مورد نیاز را تولید کند. در واقع ، راکتور همراه با مولد بخار ، جانشین دیگ بخار در نیروگاههای معمولی شده است.
سوخت راکتورهای هستهای یر باشد یا به طریقی شکاف پذیر شود.235U شکاف پذیر است ولی اکثر هسته‌های اورانیوم در سوخت از انواع 238U است. این اورانیوم بر اثر واکنشهایی که به ترتیب با تولید پرتوهای گاما و بتا به 239Pu تبدیل می‌شود. پلوتونیوم هم مثل 235U شکافت پذیر است. به علت پلوتونیوم اضافی که در سطح جهان وجود دارد نخستین مخلوطهای مورد استفاده آنهایی هستند که مصرف در آنها منحصر به پلوتونیوم است.
میزان اورانیومی که از صخره‌ها شسته می‌شود و از طریق رودخانه‌ها به دریا حمل می‌شود، به اندازه‌ای است که می‌تواند 25 برابر کل مصرف برق کنونی جهان را تأمین کند. با استفاده از این نوع موضوع ، راکتورهای زاینده‌ای که بر اساس استخراج اورانیوم از آب دریاها راه اندازی شوند قادر خواهند بود تمام انرژی مورد نیاز بشر را برای همیشه تأمین کنند، بی آنکه قیمت برق به علت هزینه سوخت خام آن حتی به اندازه یک درصد هم افزایش یابد.
مزیتهای انرژی هستهای بر سایر انرژیها
بر خلاف آنچه که رسانه‌های گروهی در مورد خطرات مربوط به حوادث راکتورها و دفن پسماندهای پرتوزا مطرح می‌کند از نظر آماری مرگ ناشی ازخطرات تکنولوژی هستهای از 1 درصد مرگهای ناشی از سوختن زغال سنگ جهت تولید برق کمتر است. در سرتاسر جهان تعداد نیروگاههای هستهای فعال بیش از 419 می‌باشد که قادر به تولید بیش از 322 هزار مگاوات توان الکتریکی هستند. بالای 70 درصد این نیروگاهها در کشور فرانسه و بالای 20 درصد آنها در کشور آمریکا قرار دارد.
راکتور هستهای
دید کلی
راکتورهای هستهای دستگاه‌هایی هستند که در آنها شکافت هستهای کنترل شده رخ می‌دهد. راکتورها برای تولید انرژی الکتریکی و نیز تولید نوترون‌ها بکار می‌روند. اندازه و طرح راکتور بر حسب کار آن متغیر است. فرآیند شکافت که یک نوترون بوسیله یک هسته سنگین (با جرم زیاد) جذب شده و به دنبال آن به دو هسته کوچکتر همراه با آزاد سازی انرژی و چند نوترون دیگر شکافته می‌شود.
تاریخچه
اولین انرژی کنترل شده ناشی از شکافت هسته در دسامبر 1942 بدست آمد. با رهبری فرمی ساخت و راه اندازی یک پیل از آجرهای گرافیتی ، اورانیوم و سوخت اکسید اورانیوم با موفقیت به نتیجه رسید. این پیل هستهای ، در زیر میدان فوتبال دانشگاه شیکاگو ساخته شد و اولین راکتور هستهای فعال بود.
ساختمان راکتور
با وجود تنوع در راکتورها ، تقریبا همه آنها از اجزای یکسانی تشکیل شده‌اند. این اجزا شامل سوخت ، پوشش برای سوخت ، کند کننده نوترونهای حاصله از شکافت ، خنک کننده‌ای برای حمل انرژی حرارتی حاصله از فرآیند شکافت ماده کنترل کننده برای کنترل نمودن میزان شکافت می‌باشد.
سوخت هستهای
سوخت راکتورهای هستهای باید به گونه‌ای باشد که متحمل شکافت حاصله از نوترون بشود. پنج نوکلئید شکافت پذیر وجود دارند که در حال حاضر در راکتورها بکار می‌روند. 232Th ، 233U ، 235U ، 238U ، 239Pu . برخی از این نوکلئیدها برای شکافت حاصله از نوترونهای حرارتی و برخی نیز برای شکافت حاصل از نوترونهای سریع می‌باشند. تفاوت بین سوخت یک خاصیت در دسته‌بندی راکتورها است.
در کنار قابلیت شکافت ، سوخت بکار رفته در راکتور هستهای باید بتواند نیازهای دیگری را نیز تأمین کند. سوخت باید از نظر مکانیکی قوی ، از نظر شیمیایی پایدار و در مقابل تخریب تشعشعی مقاوم باشد، تا تحت تغییرات فیزیکی و شیمیایی محیط راکتور قرار نگیرد. هدایت حرارتی ماده باید بالا باشد بطوری که بتواند حرارت را خیلی راحت جابجا کند. همچنین امکان بدست آوردن ، ساخت
راحت ، هزینه نسبتا پایین و خطرناک نبودن از نظر شیمیایی از دیگر فایده‌های سوخت است.
غلاف سوخت راکتور
سوختهای هستهای مستقیما در داخل راکتور قرار داده نمی‌شوند، بلکه همواره بصورت پوشیده شده مورد استفاده قرار می‌گیرند. پوشش یا غلاف سوخت ، کند کننده و یا خنک کننده از آن جدا می‌سازد. این امر از خوردگی سوخت محافظت کرده و از گسترش محصولات شکافت حاصل از سوخت پرتو دیده به محیط اطراف جلوگیری می‌کند. همچنین این غلاف می‌تواند پشتیبان ساختاری سوخت بوده و در انتقال حرارت به آن کمک کند. ماده غلاف همانند خود سوخت باید دارای خواص خوب حرارتی و مکانیکی بوده و از نظر شیمیایی نسبت به برهمکنش با سوخت و مواد محیط پایدار باشد. همچنین لازم است غلاف دارای سطح مقطع پایینی نسبت به بر همکنشهای هستهای حاصل از نوترون بوده و در مقابل تشعشع مقاوم باشد.
مواد کند کننده نوترون
یک کند کننده ماده‌ای است که برای کند یا حرارتی کردن نوترونهای سریع بکار می‌رود. هسته‌هایی که دارای جرمی نزدیک به جرم نوترون هستند بهترین کند کننده می‌باشند. کند کننده برای آنکه بتواند در راکتور مورد استفاده قرار گیرد بایستی سطح مقطع جذبی پایینی نسبت به نوترون باشد. با توجه به خواص اشاره شده برای کند کننده ، چند ماده هستند که می‌توان از آنها استفاده کرد. هیدروژن ، دوتریم ، بریلیوم و کربن چند نمونه از کند کننده‌ها می‌باشند. از آنجا که بریلیوم سمی است، این ماده خیلی کم به عنوان کند کننده در راکتور مورد استفاده قرار می‌گیرد. همچنین ایزوتوپهای هیدروژن ، به شکل آب و آب سنگین و کربن ، به شکل گرافیت به عنوان مواد کند کننده استفاده می‌شوند.
خنک کننده‌ها
گرمای حاصله از شکافت در محیط راکتور یا باید از سوخت زدوده شود و یا در نهایت این گرما بقدری زیاد شود که میله‌های سوخت را ذوب کند. حرارتی که از سوخت گرفته می‌شود ممکن است در راکتور قدرت برای تولید برق بکار رود. از ویژگیهایی که ماده خنک کننده باید داشته باشد، هدایت حرارتی آن است تا اینکه بتواند در انتقال حرارت مؤثر باشد. همچنین پایداری شیمیایی و سطح مقطع جذب پایین‌تر از نوترون دو خاصیت عمده ماده خنک کننده است. نکته دیگری که باید به آن اشاره شود این است که این ماده نباید در اثر واکنشهای گاما دهنده رادیواکتیو شوند.
از مایعات و گازها به عنوان خنک کننده استفاده شده است، مانند گازهای دی اکسید کربن و هلیوم. هلیوم ایده‌آل است ولی پر هزینه بوده و تهیه مقادیر زیاد آن مشکل است. خنک کننده‌های مایع شامل آب ، آب سنگین و فلزات مایع هستند. از آنجا که برای جلوگیری از جوشیدن آب فشار زیادی لازم است خنک کننده ایده‌آلی نیست.
مواد کنترل کننده شکافت
برای دستیابی به فرآیند شکافت کنترل شده و یا متوقف کردن یک سیستم شکافت پس از شروع ، لازم است که موادی قابل دسترس باشند که بتوانند نوترونهای اضافی را جذب کنند. مواد جاذب نوترون بر خلاف مواد دیگر مورد استفاده در محیط راکتور باید سطح مقطع جذب بالایی نسبت به
نوترون داشته باشند. مواد زیادی وجود دارند که سطح مقطع جذب آنها نسبت به نوترون بالاست، ولی ماده مورد استفاده باید دارای چند خاصیت مکانیکی و شیمیایی باشد که برای این کار مفید واقع شود.
انواع راکتورها
راکتورها بر حسب نوع فرآیند شکافت به راکتورهای حرارتی ، ریع و میانی (واسطه) ، بر حسب مصرف سوخت به راکتورهای سوزاننده ، مبدل و زاینده ، بر حسب نوع سوخت به راکتورهای اورانیوم طبیعی ، راکتورهای اورانیوم غنی شده با 235U (راکتور مخلوطی Be) ، بر حسب خنک کننده به راکتورهای گاز (CO2مایع (آب ، فلز) ، بر حسب فاز سوخت کند کننده‌ها به راکتورهای همگن ، ناهمگن و بالاخره بر حسب کاربرد به راکتورهای قدرت ، تولید نوکلید و تحقیقاتی تقسیم می‌شوند.
کاربردهای راکتورهای هستهای
• راکتورها انواع مختلف دارند برخی از آنها در تحقیقات ، بعضی از آنها برای تولید رادیو ایزتوپهای پر انرژی برخی برای راندن کشتیها و برخی برای تولید برق بکار می‌روند.
• دوگروه اصلی راکتورهای هستهای بر اساس تقسیم بندی کاربرد آنها. راکتورهای قدرت و راکتورهای تحقیقاتی هستند. راکتورهای قدرت مولد برق بوده و راکتورهای تحقیقاتی برای تحقیقات هستهای پایه ، مطالعات کاربردی تجزیه‌ای و تولید ایزوتوپها مورد استفاده قرار می گیرند.
امروزه زندگی بدون استفاده از انرژی هستهای امکانپذیر نیست | کاربرد های انرژی هسته ای دکتر عبدالرضا پازوکی، معاون فرهنگی دانشگاه علوم پزشکی ایران، در سمینار آمادگی و پاسخ پزشکی در حوادث هستهای که از سوی بسیج جامعه پزشکی و دانشگاه علوم پزشکی ایران برگزار شد، افزود: ضرورت آمادگی و پاسخ در حوادث هستهای مربوط به برهه‌ای از زمان نیست البته ایجاد
آمادگی در پزشکان و پیراپزشکان ضروری به نظر می‌رسد. وی با بیان اینکه امروزه زندگی بدون استفاده از انرژی هستهای امکانپذیر نیست، گفت: امروزه انرژی هستهای در زمینه‌های مختلف پزشکی، موزه‌ها، شناسایی کوچکترین شکاف یا ناخالصی در مواد و موتور هواپیما و اتومبیل،
پیشگیری از فساد زودرس محصولات کشاورزی و رشد گیاهان کاربرد دارد. پازوکی خاطرنشان کرد: قاره آفریقا با یک مرکز، کمترین و قاره آمریکای شمالی و اروپا بیشترین تعداد مراکز هستهای را دارا هستند. معاون فرهنگی دانشگاه علوم پزشکی ایران با بیان اینکه حوادث تروریستی کشورها را به عنوان قربانی تروریسم تهدید می‌کنند، خاطرنشان کرد: این تهدیدها از سوی آمریکا و انگلیس و تندروهای وهابی که گزارشاتی در زمینه دسترسی آنها به درجاتی از منابع هستهای در دست است، وجود دارد.
وی یاد آور شد: متاسفانه با تبلیغات منفی حتی درمان و پرداختن به مصدومان حوادث هستهای بسیار منفی نشان داده شده است، درحالی که درمان این مصدومان با حداقل حفاظ از سوی پزشکان امکانپذیر است.
به گفته وی، مصدومان حوادث هستهای در فاصله سالهای 1948 تا 2004 میلادی تنها 133 نفر بوده‌اند درحالی که تنها به علت تصادفات جاده‌ای در ایران، 21 هزار نفر سالانه جان خود را از دست می‌دهند.
به گزارش ایسنا، دکتر شهرام اخلاق پور، استاد دانشگاه نیز در سمینار «آمادگی و پاسخ پزشکی در حوادث هستهای» اظهار کرد: پرتوهای یونیزه کننده، پرتوهایی هستند که موجب یونیزه کردن مواد می‌شوند و از آن جمله امواج x و گاما است و نوع دیگر پرتوها ماهیت ذره‌ای دارند که آلفا، بتا و نوترون هستند.
وی تصریح کرد: قدرت نفوذ پرتوها نیز متفاوت است چنانچه پرتو آلفا در برخورد با پوست انسان از آن نفوذ نمی‌کند ولی پترو بتا به راحتی عبور می‌کند و گاما حتی از دیواره بتنی هم عبور می‌کنند.
دکتر اخلاقی پور افزود: هم اکنون 50 درصد پرتوگیری‌ها که در بدن افراد صورت می‌گیرد، پرتو رادون و گاز از طریق مواد ساختمانی و زیرزمینی، 14 درصد نیز از طریق تجهیزات پزشکی و حدود همین میزان از طریق اشعه‌های کیهانی خارج از جو است و میزان بسیار ناچیز کمتر از 3 درصد از طریق انژری هستهای صورت می‌گیرد.
این استاد دانشگاه با بیان اینکه میزان پرتوگیری پرسنل صنایع هستهای با پرسنل هوایی برابری می‌کند، تأکید کرد:در کارگران معادن چندین برابر پرسنل صنایع هستهای پرتوگیری انجام می‌گیرد، بنابراین پرتوگیری طبیعی به مراتب از سایت‌های تولید انرژی هستهای بیشتر است؛ ولی به دلیل تبلیغات منفی با ایجاد یک نیروگاه هستهای ساکنان مجاور آن منطقه معترض می‌شوند.
اقتصاد انرژي هسته اي | کاربرد های انرژی هسته ای
انرژي در جهان امروز يك عامل راهبردي است و اغلب كشورهاي جهان به خصوص آنها كه به دنبال اعمال اراده و قدرت خود بر ديگر كشورها مي باشند از همين دريچه به مقوله انرژي مي نگرند. همان طوري كه اين نگاه را مي توانيم از زمان هاي گذشته يعني دوران استعمار كهنه تا به امروز دنبال كنيم.
در اين ميان كشور ما ايران، ع
لاوه بر اينكه داراي ذخاير ويژه و عمده اي از منابع انرژي بخصوص نفت و گاز مي باشد، در منطقه اي از جهان واقع است كه يكي از اصلي ترين منابع انرژي در سطح جهان به شمار مي رود. بنابراين با توجه به اينكه مقوله انرژي براي كشورهاي سلطه طلب، نقش موتور محركه اقتصاد و توليد ملي و تعيين كننده جايگاه آنها در نظام سرمايه داري جهان را دارد و همچنين تضمين كننده منافع و امنيت
ملي آنها است، براي كشور ما نيز چگونگي سامان دهي به سياستهاي بخش انرژي، نقش كليدي در فرآيند تحولات سياسي، اجتماعي و اقتصادي را داراست و لذا ضروري است كه براي انرژي و بخصوص نفت و گاز و به دنبال اينها انرژي هسته اي، برنامه و استراتژي انديشيده و متناسب با شرايط واقعي موجود داخلي و جهاني داشته باشيم.
نگرش استراتژيك داراي دو مشخصه ميان رشته اي يا فرابخشي بودن (جامع بودن) و طولاني مدت بودن است، كه در ساير نگرش ها اعم از نگرش اقتصادي و فني صرف كمتر به آنها توجه مي شود. در اين نگرش منافع و مضرات بخش انرژي تنها در محدوده بخش مذكور مورد لحاظ قرار نمي گيرد بلكه در كل چارچوب نظام و با توجه به رعايت و حفظ امنيت ملي لحاظ مي شود و منافع نظام
اجتماعي را حداكثر و مضرات آن را به حداقل مي رساند. البته بايد توجه داشت كه اين نگرش لزوماً با نگرش هاي اقتصادي و فني در تناقض نيست اما ممكن است سياستهايي را بطلبد كه از منظر اقتصادي صرف، غيراقتصادي انگاشته شود. در نگاه استراتژيك، بهينگي بلند مدت در سطح همه اجزاء نظام اجتماعي مورد توجه است، برعكس نگاه اقتصادي صرف كه منافع كوتاه مدت و يك بعدي را در نظر مي گيرد. اين برنامه استراتژيك، بايد از سويي با توجه به توانايي هاي واقعي همان بخش مورد نظر و از سوي ديگر در چارچوب استراتژيهاي كلان كشور سامان پذيرد: يعني در تعامل با ساير حوزه ها طراحي شود.
با توجه به مقدمه فوق بايد اذعان داشت كه دغدغه اصلي جهان عادت كرده به مصرف انرژي، در دو دهه آينده، توليد انرژي و ساخت نيروگاه اتمي به عنوان تنها راه خروج از بحران انرژي در دهه هاي آينده است. در اين بين از آن جا كه ساخت يك نيروگاه اتمي اغلب علوم و فنون را به كار مي گيرد، اين كاربري به مفهوم توسعه و پيشرفت در همه علوم و فنون است. از طرفي هم مي توان ادعا كرد كه نيروگاه برق اتمي، اقتصادي ترين نيروگاهي است كه امروز در دنيا احداث مي شود كه دلايل آن در ادامه بحث خواهد آمد. دلايل ديگري هم براي استفاده از نيروگاه اتمي براي توليد برق وجود دارد كه از مهم ترين آنها مي توان به پاكيزه بودن اين روش، عدم توليد گاز گلخانه اي و ديگر آلاينده هاي
زيست محيطي اشاره كرد. سوخت هاي فسيلي مانند ذغال سنگ، مقدار قابل توجهي از انواع آلاينده ها همانند تركيبات كربن و گوگرد را وارد محيط زيست مي سازند كه براي سلامت انسان زيانبار است. از سوي ديگر با توجه به افزايش مصرف برق و پايان پذير بودن منابع سوخت فسيلي به نظر مي رسد استفاده از انرژي هسته اي بهترين گزينه موجود باشد.
شايد هنوز افرادي هستند كه ادعا مي كنند با توجه به ذخاير نفت و گاز ايران، آيا ايران نيازي به انرژي هسته اي دارد يا خير؟ پاسخ صحيح به اين سؤال مستلزم مطالعه دقيق علمي است. اين
مطالعه به كمك يك سري نرم افزارهاي خاص، هم در سازمان انرژي اتمي ايران و هم در دانشگاه صنعتي شريف انجام گرفته و اين گونه نيست كه براساس برداشت هاي عمومي و محدود گفته شود، مثلاً ما كه اين قدر گاز داريم چرا سراغ انرژي اتمي برويم؟ موضوع به اين سادگي نيست، بلكه براي امكان سنجي و مطالعه همين موضوع تحت عنوان انرژي ميكس يا تركيب منابع انرژي نرم افزارهاي بزرگ خاصي وجود دارد و اين فرآيند تحت عنوان The merits of energy mix نام گذاري
شده است؛ «يعني فوايد انرژي هاي تركيبي». برهمين اساس هيچ كشوري سعي نمي كند از لحاظ استراتژيك، انرژي مورد نيازش را فقط از يك منبع تأمين كند، ولو آنكه در آن كشور به فراواني يافت شود. مثلاً اگر در كشوري منابع آبي زياد است، به اين سمت نمي رود كه انرژي برق خودش را فقط از آب تأمين كند، اما اينكه بايد چه سهمي به انرژي ميكس اختصاص داده شود نياز به
محاسباتي دارد كه بايد انجام شود. در ايران هم اين محاسبات، سال هاي سال صورت گرفته و چيز جديدي نيست. براي انجام اين محاسبات بايد پارامترهاي متعددي در نظر گرفته شود كه اكثر آنها متغير است. مثلاً قيمت گاز طبيعي قيمتي متغير است. و الان كه نقش زيادي در سوخت جهاني ندارد، قيمت چنداني هم ندارد، اما گفته مي شود در ۱۵ سال آينده، سهم قابل توجهي از سوخت را به خود اختصاص خواهد داد و مسلماً قيمت سوخت در آن شرايط با الان بسيار متفاوت خواهد بود؛ ضمن اينكه اگر همين الان اين محاسبات انجام شود و ما تصميم بگيريم مثلاً ۷۰۰۰
كم ۱۲ سال طول خواهد كشيد و اين هم خود يك متغير است. به هر حال يكي از سخت ترين كارها در پروژه هاي داخلي و خارجي همين بحث فاينانسينگ است. با ذكر چند پارامتر مؤثر در مورد ضرورت نيروگاه هسته اي از لحاظ اقتصادي مي توان بحث را روشن تر نمود، البته همه پارامترها را بايد به نرم افزار داد تا در مورد صرفه اقتصادي آن نظر بدهد.
نخستين درس در اقتصاد انرژي در مورد Energy mix اين است كه فرق بين انرژي هسته اي و انرژي هاي كلاسيك، در سرمايه گذاري اوليه بالا و هزينه هاي پايين راهبري و تعميرات است. به عنوان مثال يك نيروگاه ۱۰۰۰ مگاواتي فسيلي؛ به۱۰ ميليون بشكه نفت يا معادل انرژي آن از سوخت هاي فسيلي ديگر مثل گاز در طول يك سال نياز دارد. با در نظر گرفتن قيمت اوپك كه بين ۲۲ دلار و ۲۸ دلار و خارج كردن هزينه هاي استخراج كه حدود ۲ دلار است، قيمت پايه نفت حدوداً بشكه اي ۲۴ دلار خواهد شد وبراي يك نيروگاه ۱۰۰۰ مگاوات الكتريكي چيزي حدود۲۴۰ ميليون دلار در سال
خواهد شد. در مورد گاز در حد ۲ ميليارد فوت مكعب در سال خواهد شد. البته گاز بحث ديگري است، چون قيمت آن بسيار متغير است. چيزي كه فعلاً مي توان با اطمينان بيشتر در مورد آن صحبت كرد، نفت است كه با در نظر گرفتن۲۴۰ ميليون دلار قيمت سوخت و۶۰ ميليون دلار هزينه تعميرات و نگهداري، در مجموع حدوداً ۳۰۰ ميليون دلار هزينه راهبري يك نيروگاه فسيلي ۱۰۰۰
مگاواتي در سال مي شود. در شرايط عادي هزينه ساخت يك نيروگاه فسيلي، بسيار پاپين خواهد بود؛ يعني عددي بين ۴۰۰ تا ۷۰۰ ميليون دلار براي يك نيروگاه ۱۰۰۰ مگاواتي. اما اگر قيمت ترجيحي در نظر گرفته شود، هزينه از اين هم كمتر خواهد شد. ولي در شرايط غيرعادي سياسي با خارج، اين هزينه افزايش مي يابد. اين مبلغ در ساخت نيروگاه هسته اي بسيار بالاتر است. هزينه نصب هر مگاوات آن حدود ۱۵۰۰ تا ۲۵۰۰ دلار است، چون هزينه هايي مانند برچيدن نيروگاه هم در نظر گرفته مي شود و به اصطلاح قيمت سرشكن گفته مي شود. يعني در واقع هزينه ساخت يك نيروگاه هسته اي ۱۰۰۰ مگاواتي ۵/۱ تا ۵/۲ ميليارد دلار خواهد بود. اما سوخت هسته اي مورد نياز يك نيروگاه هسته اي ۱۰۰۰ مگاواتي، حدوداً۳۰ تن اورانيوم غني شده در سال است كه هزينه آن در شرايط سياسي و اقتصادي مناسب، ۱۰ ميليون دلار و در بدترين شرايط ۲۵ ميليون دلار مي باشد. با توجه به محاسبات فوق، در بدبينانه ترين شرايط يعني اگر قيمت نفت بشكه اي
۲۴ دلار فرض شود، هزينه سوخت مورد نياز يك نيروگاه هسته اي، ۱۰ درصد هزينه سوخت يك نيروگاه فسيلي مشابه است كه با احتساب ۵۰ سال عمر يك نيروگاه اتمي، تفاوت اين هزينه به قيمت هاي امروز، بيش از۱۰ ميليارد دلار خواهد شد كه اختلاف حدود يك و نيم ميليارد دلاري در هزينه ساخت آنها را كاملاً پوشش مي دهد. بنابراين، اين نظر كه نيروگاههاي هسته اي در مقايسه با نيروگاههاي فسيلي توجيه اقتصادي ندارد، درست نيست. اما بحث دوم، به قرارداد كيوتو مربوط مي شود، كه متأسفانه آمريكايي ها زير بار آن نرفته اند. اين قرارداد مربوط به توليد گازهاي گلخانه اي در جهان بوده كه روال طبيعي جهان را از لحاظ زيست محيطي به هم ريخته است.
در همين شرايط ايران ۳۰ هزار مگاوات نيروگاه دارد و در ده سال آينده، احتمالاً به۶۰ هزار مگاوات خواهد رسيد. بالا رفتن حجم توليد گازهاي گلخانه اي، هزينه هاي اجتماعي خاصي را ايجاد مي كند كه بالطبع بايد جلوي توليد گازهاي گلخانه اي را در نيروگاههاي فسيلي گرفت، يا به اصطلاح، هزينه زيادي را براي Scrape (۱) اختصاص داد. حداقل هزينه اي كه پيش بيني مي شود حدوداً ۲۵ درصد كل هزينه تمام شده برق توليدي است، اما برق هسته اي اين هزينه را ندارد و فقط زباله هاي اتمي در اثر آن توليد مي شود. اگر سالي ۳۰ تن سوخت مصرف شود و۵۰ سال عمر براي نيروگاه در نظر گرفته شود، چيزي حدوداً ۱۵۰۰ تن زباله اتمي در عرض۵۰ سال توليد مي شود كه بعد از تفكيك و فشرده سازي آن، بيش از چند تن زباله باقي نخواهد ماند (البته با حجم كم). اين زباله ها بايد در جاهاي خاص حفاظت شده قرار بگيرند تا محيط زيست را آلوده نكنند. مانند زيرزمين
و جاهايي كه آب از آن عبور نكند. بعضي كشورها مثل روسيه زباله هاي اتمي ديگران را مي گيرند و آن را با هزينه نسبتاً پايين دفع مي كنند. پس از لحاظ زيست محيطي هم نيروگاه هسته اي بر نيروگاه فسيلي اولويت اقتصادي خواهد داشت. اما موضوع سوم، جنبه تكنولوژيك قضيه است كه بسيار مهم است. بشر به سمتي مي رود كه يك انرژي لايزال پيدا كند (حتي اورانيوم هم لايزال نيست). دنيا به فكر گداخت (Fusion) (۲) است، يعني انرژي لايزال و پاك. ايران نيز از اين قاعده مستثني نيست. علم و تكنولوژي و فن آوري، مراحلي دارد كه بايد حتماً گذرانده شود. تكنولوژي و فن آوري هم به همين صورت است، پروسه اي است كه بايد گذرانده شود. دنيا به هر حال در آينده از شكافت- توليد انرژي با شكافت هسته اي- يعني همين انرژي هسته اي پا را فراتر خواهد گذاشت و به دنبال گداخت- توليد انرژي با هم جوشي هسته اي- خواهد رفت. تكنولوژي گداخت ممكن است تا۳۰ سال ديگر صنعتي شود. اگر كشور ما با گداخت دست و پنجه نرم نكند و نيرو تربيت نكند و در يك كلام به بلوغ و فناوري و تكنولوژي اين مرحله نرسد، نمي تواند از آن عبور كند و وقتي گداخت وارد عرصه صنعت مي شود، باز دوباره جزو كشورهاي عقب مانده خواهيم بود.
در حال حاضر روسيه ۸ ميليون بشكه نفت در روز توليد و حدود ۵ ميليون از آن را صادر مي كند. ۳۰ نيروگاه هسته اي دارد و به سرعت هم به نيروگاههاي خود اضافه مي كند، در حالي كه اولين كشور در ذخاير گازي است و جمعيت آن هم تنها كمي بيشتر از دو برابر ماست. فرض شود، توليد نفت روسيه با ايران برابر باشد، چرا با اينكه ذخاير گازي اين كشور از ايران بيشتر است، باز به دنبال انرژي هسته اي است؟ مگر صرفه اقتصادي دارد؟ در مورد مكزيك چطور؟
در اين شرايط آمريكا هم ۱۰۵ نيروگاه هسته اي دارد، لذا فقط معيارهاي اقتصادي هم مطرح نيست و معيارهاي مختلف فن آوري تأثير گذار خواهد بود. در واقع تكنولوژي هسته اي، ميعاد گاه تكنولوژي هاي ديگر است. مثل صنعت خودرو كه اگر در يك كشور رونق خوبي داشته باشد، تقريباً بخش عمده اي از تكنولوژي را جلو مي برد، چرا كه بيشتر علوم و تكنولوژي ها مثل مكانيك، شيمي، مواد، برق و... در آن است. به همين صورت اگر صنعت هسته اي كشور هم رشد معنادار، واقعي و همه جانبه داشته باشد، با توجه به اينكه بالاترين محدوديت ها و استانداردهاي مهندسي در آن وجود دارد، صنعت كشور در سطح بالايي رشد خواهد كرد.
صنعت غني سازي هم عمر كمي ندارد و دست كم ۴۰ سال است كه اين كار شروع شده است. مثلاً سانتريفوژ حدوداً ۴۰ سال پيش توسط استادي به نام زيپر آلماني طراحي شد. اما سانتريفوژ امروز با آن سانتريفوژ در حالي كه اصول يكساني دارند، تفاوت هايي هم دارند. حال اگر كشوري بتواند يك دستگاه سانتريفوژ بسازد، در واقع آن كشور در عرصه تكنولوژي يك گام جلو افتاده است. چون در غني سازي اورانيوم جهت استفاده در راكتورهاي هسته اي از علوم مختلف مهندسي
، مكانيك، شيمي و... با نهايت دقت و قدرت استفاده مي شود. به طور كلي تعريف جديد مهندسي براساس ميزان دقت است و كشوري پيشرفته ناميده مي شود كه ميزان خطاي مهندسي آن كم باشد.
لذا براي رسيدن به استقلال واقعي، بايد به سمت توليد فن آوري و علم رفت. البته اين روند بالطبع هزينه دارد. همه جاي دنيا هم، اين گونه است. به هر حال هزينه رسيدن به تكنولوژي هسته اي با اين همه عظمت، كار و فعاليت همه جانبه متخصصين ايراني و استفاده از تجربه كشورهاي دارنده اين صنعت را طلب مي كند.
اتاقک یونیزاسیون Ionization Chamber | کاربرد های انرژی هسته ای
اتاقک یونیزاسیون
اتاقک یونیزاسیون نوعی شمارشگر یا آشکارساز گازی است که اساس کار آن تبدیل افت پتانسیل ایجاد شده در اثر یونش ، به یک پالس الکتریکی است که دامنه این پالس متناسب است با تعداد یونهای تولیدی است که آن هم متناسب می‌شود با انرژی تابش هستهای که وارد آشکارساز شده است.
دید کلی
کارکرد بسیاری از آشکارسازهای تابش هستهای مبتنی بر استفاده از یک میدان الکتریکی برای جداسازی و شمارش یونهای (یا الکترونهای) تشکیل شده در اثر عبور تابش از آشکارساز است. این نوع از آشکارسازها را آشکارسازهای گازی می‌گویند. اتاقک یونیزاسیون یا شمارنده یونیزاسیون از این نوع است.
ساختار یک اتاقک یونیزاسیون
اتاقک یونیزاسیون را می‌توانیم به صورت یک خازن با صفحات موازی تلقی کنیم که ناحیه بین صفحات آن را گازی که معمولا هواست، پر کرده است. میدان الکتریکی در این ناحیه مانع از ترکیب مجدد یونها و الکترونها می‌شود و برای درک بهتر وضعیت درون اتاقک باید گفت در حالی که ابری از الکترونها به سوی صفحه متصل به پتانسیل مثبت رانده می‌شود، یونهای مثبت به طرف صفحه دیگر خازن سوق داده می‌شود.
برای ورود دسته پرتوها به داخل اتاقک ، روی بدنه جانبی اتاقک سوراخی تعبیه شده است و برای اینکه پرتوهای ورودی بتوانند بدون برخورد به مانعی (بجز هوا) از اتاقک خارج بشوند، در مقابل همین سوراخ ، روی بدنه مقابل ، سوراخ وسیع‌تری ایجاد شده است.
طرز کار اتاقک یونیزاسیون
هنگامی که پرتوها از سوراخ اول وارد و از سوراخ دوم خارج می‌شوند، در محدوده طول مسیر خود ، حجم مشخصی از هوای درون اتاقک را یونیزه می‌کنند. الکترونها و یونهای تولید شده تحت تاثیر میدان الکتریکی هر کدام به سمت صفحات مخالف حرکت می‌کنند تا به آن برسند. با اندازه گیری مقدار بار الکتریکی که به یکی از صفحات رسیده است و با دانستن مقدار حجم هوایی که در آن یون سازی صورت گرفته، می‌توان به کمیت پرتو پی برد. برای اندازه گیری دقیق مقدار پرتوها با این وسیله نکات مهم زیر رعایت می‌گردد
1. ابعاد اتاقک طوری انتخاب می‌شود که پرتوهای یونساز تمام انرژی خودشان را درون اتاقک از دست بدهند و به همین دلیل ابعاد اتاقک تابع انرژی پرتوهاست.
2. با گذاردن مانع کافی در سر راه پرتوها ، بجز آنچه از سوراخ تعبیه شده وارد اتاقک می‌شود، از ورود بقیه پرتوها جلوگیری می‌شود.
3. سعی می‌شود که بین دو صفحه فلزی و بخصوص در محدوده‌ای که یونها جمع‌آوری و اندازه گیری می‌شوند، شدت میدان الکتریکی یکنواخت باشد و به همین سبب است که یکی از صفحات جاذب یونها به سه قسمت تقسیم می‌شود و فقط یونهایی که در محوطه میانی اتاقک تولید می‌شوند، جمع‌آوری و اندازه گیری می‌شوند.
4. با دخالت دادن ضریبی که مربوط به تاثیر درجه حرارت و فشار در حجم هوای مورد تابش است، نتایج حاصل از اندازه گیریها تصحیح می‌گردد.
تقسیم‌بندی اتاقک یونیزاسیون
کنتورهای یونیزاسیون یا به صورت نوع مجموعه‌ای و یا نوع پالسی بکار می‌روند. میزان تخلیه الکتریکی الکترودها با ثابت زمانی سیستم تعیین می‌شود. اگر ثابت زمانی طوری تنظیم گردد که خیلی بزرگتر از زمان جمع‌آوری یونها باشد، تخلیه در مقایسه با زمان جمع‌آوری آهسته خواهد بود. در این حالت سقوط پتانسیل اندازه گیری شده در هر لحظه کلا متناسب با یونهای جمع‌آوری شده تا آن لحظه است. به عبارت دیگر ، این سقوط پتانسیل متناسب با انرژی جذب شده بوسیله شمارنده تا آن لحظه می‌باشد. یک شمارنده که در این شرایط کار کند، شمارنده نوع مجموعه‌ای است.
اگر ثابت زمانی فقط کمی بزرگتر از زمان جمع‌آوری یونها باشد، در این صورت هر تابش یک پالس ایجاد می‌کند، یعنی یک تغییر پتانسیل در طول زمانی کوتاه بوجود می‌آید. در این حالت شمارنده ، یک آشکارساز پالسی می‌باشد. در حالت کلی سه نوع شمارنده یونیزاسیون داریم: اتاقک یونیزاسیون با دیواره هوا ، دزیمتری جیبی و شمارنده‌های یونیزاسیون از نوع پالسی.
اتاقک یونیزاسیون با دیواره هوا
یک اتاقک یونیزاسیون با دیواره هوا مانند شمارنده گازی وسیله‌ای مناسب برای تعیین مقدار دز یک ماده رادیواکتیو است. الکترودهای محافظ حجم شمارنده را معین می‌کنند. حجم حساس بنا به فرض باید با دیواره هوایی محدود گردد، فرض می‌شود که کاهش تابش ذره‌ای از حجم حساس با یونیزاسیون ایجاد شده در دیواره‌های هوا جبران شود، در این شمارنده دیواری وجود ندارد که مانع اشعه شود، بنابراین ، چون حجم حساس هوا معلوم است، می‌توانیم مستقیما کل یونیزاس
یون ایجاد شده در یک حجم کاملا معین هوا را بدست آوریم.
دزیمتری جیبی
یکی از موارد استفاده زیاد اتاقک یونیزاسیون ، دزیمتری جیبی است. این وسیله از یک اتاقک یونیزاسیون با مکانیزم کامل تعیین بار تشکیل می‌شود. دو رشته پوشیده از فلز یکی ثابت و دیگری قابل حرکت ، به یک الکترود سیلندری متصل می‌باشند. الکترود دیگر غلاف دزیمتری است. این دو الکترود بوسیله یک نارسانا به هم اتصال دارند، تا بدین وسیله نشت بار کاهش یابد. الکترودها توسط یک چشمه اختلاف پتانسیل الکتریکی تا مقدار ماکزیمم باز می‌شوند. بدین معنی که انحراف
رشته به محلی که در سیستم نشان دهنده درجه صفر است، برسد.
وقتی که اشعه از داخل دزیمتر بگذرد، یونهای ایجاد شده به الکترودها می‌رسند و پتانسیل آنها را کاهش می‌دهند. این وضع باعث کاهش انحراف می‌شود و در نتیجه آن رشته در جایی قرار می‌گیرد که عدد بزرگتر از صفر را نشان می‌دهد.
شمارنده یونیزاسیون از نوع پالسی
شمارنده‌های از نوع پالس را که در ناحیه یونیزاسیون کار می‌کنند، می‌توان برای اسپکتروسکوپی ذرات یونیزه کننده بکار برد. این وسایل دارای قدرت تفکیک انرژی زیاد هستند
