بخشی از مقاله
- مقدمه
انرژي هسته اي از عمده ترين مباحث علوم و تکنولوژي هسته اي است و هم اکنون نقش عمده اي را در تأمين انرژي کشورهاي مختلف خصوصا کشورهاي پيشرفته دارد. اهميت انرژي و منابع مختلف تهيه آن، در حال حاضر جزء رويکردهاي اصلي دولت¬ها قرار دارد. به عبارت بهتر، بررسي، اصلاح و استفاده بهينه از منابع موجود انرژي، از مسائل مهم هر کشور در جهت توسعه اقتصادي و اجتماعي است. امروزه بحران¬هاي سياسي و اقتصادي و مسائلي نظير محدوديت ذخاير فسيلي، نگراني¬هاي زيست محيطي، ازدياد جمعيت، همگي مباحث جهان شمولي هستند که با گستردگي تمام فکر انديشمندان را در يافتن راه کارهاي مناسب براي حل معظلات انرژي در جهان به خود مشغول داشته اند.
در حال حاضر اغلب کشورهاي جهان به نقش و اهميت منابع مختلف انرژي در تأمين نيازهاي حال و آينده پي برده و سرمايه گذاري ها و تحقيقات وسيعي را در جهت سياست گذاري، استراتژي و برنامه هاي زيربنايي و اصولي انجام مي دهند. در ميان حامل¬هاي مختلف انرژي، انرژي هسته اي جايگاه ويژه اي دارد. هم اکنون بيش از 430 نيروگاه هسته اي در جهان فعال مي باشند و انرژي برخي کشورها مانند فرانسه عمدتا از برق هسته¬اي تأمين مي شود.
جمهوري اسلامي ايران بيش از سه دهه است که تحقيقات متنوعي را در زمينه هاي مختلف علوم و تکنولوژي هسته اي انجام داده و براساس استراتژي خود، مصمم به ايجاد نيروگاه¬هاي هسته اي به ظرفيت کل 6000 مگاوات تا سال 1400 هجري شمسي مي باشد. در اين زمينه، جمهوري اسلامي ايران در نشست گذشته آژانس بين المللي انرژي اتمي، تمايل خود را نسبت به همکاري تمامي کشورهاي جهان جهت ايجاد اين نيروگاه¬ها و تهيه سوخت مربوطه رسما" اعلام نموده است.
2- سوخت هسته اي
استفاده از سوخت هسته¬اي براي توليد انرژي، با به کارگيري اولين راکتورهاي قدرت در دهه 60 ميلادي شروع شد و توليد و مصرف آن به طور پيوسته رو به افزايش بوده است.
پايه صنعت انرژي هسته¬اي مبتني بر استفاده از انرژي دروني اورانيوم مي¬باشد. بر حسب نوع راکتور نيروگاه اتمي، قسمت اصلي اين انرژي و يا بخش کوچکي از آن مورد استفاده قرار مي-گيرد.
يکي از تفاوت هاي اساسي سوخت هسته¬اي با سوخت فسيلي، پديده شکافت هسته¬اي در سوخت است. با توليد انرژي به وسيله شکافت، ساختار سوخت به صورت آرام ولي پيوسته تغيير کرده و پاره هاي شکافت راديو اکتيو را به وجود مي¬آورد. از اين حهت رعايت مسايل ايمني و پيش بيني جداره هاي بازدارنده متوالي در راکتور براي جلوگيري از پخش مواد راديواکتيو ضروري است.
يکي ديگر از ويژگي هاي سوخت هسته¬اي، امکان استفاده از آن در يک مدار بسته يا چرخه سوخت است. با بازفرايابي سوخت مصرف شده که در حال حاضر در کشورهاي صنعتي انجام مي-گردد، اورانيوم مصرف نشده و پلوتونيوم توليد شده در راکتور براي مصرف دوباره، برگشت داده مي¬شود.
در راکتورهاي هسته¬اي از شکافت هسته¬اي براي توليد انرژي گرمايي استفاده مي¬شود. اين انرژي حرارتي به وسيله توربين به انرژي مکانيکي و توسط ژنراتور به انرژي الکتريکي تبديل مي¬شود. بنابراين، راکتورهاي هسته¬اي همان نقشي را در نيروگاه هسته¬اي ايفاد مي¬کنند که ديگهاي بخار در نيروگاه¬ هاي حرارتي با سوخت فسيلي به عهده دارند. تفاوت نيروگاه¬هاي هسته¬اي با حرارتي در نوع سوخت مصرفي آنهاست که در اولي از سوفت هسته¬اي و در دومي از مواد نفتي، گاز يا زغال سنگ استفاده مي¬شود.
ماده اصلي که براي سوخت راکتورها به کارمي¬رود، اورانيوم يا ترکيباتي از اين فلز است که به علت خاصيتي که در جذب نوترون و شکافت هسته¬اي دارد، مورد استفاده قرار مي¬گيرد. اورانيوم يک ماده راديواکتيو است که در طبيعت يافت مي¬شود. پلوتونيوم فلز ديگري است که براي سوخت در راکتورهاي قدرت به کار مي¬رود ولي اين فلزکه آن هم راديواکتيو است، در طبيعت يافت نمي¬شود و از واکنش هاي هسته¬اي اورانيوم به وجود مي¬آيد.
3- انرژي هسته اي
انرژي به دست آمده از فعل و انفعالات هسته اي را انرژي هسته اي مي گويند. اين انرژي از دو منشا مي تواند سرچشمه بگيرد. يکي شکافت هسته اتمهاي سنگين و ديگر همجوشي يا گداخت هسته اتمهاي سبک، که به اختصار به اين دو فعل و انفعال هسته اي که به توليد انرژي هسته اي منجر مي گردند پرداخته مي شود.
3-1 شکافت هسته اي
پس از کشف نوترون توسط"چاوديک" در سال 1932، هان و استراسمن، دانشمندان آلماني، در سال 1939 طي مقاله اي نشان دادند که اين ذره مي تواند عناصر سنگيني از قبيل اورانيوم را شکافته و آنها را به عناصر ديگر با جرم کمتر تبديل نمايد. شکافت اورانيوم که علاوه بر آزادسازي انرژي يا گسيل چند نوترون نيز همراه مي شود، منشا تحولات بسياري در قرن اخير شده است. در طي تحقيقاتي که قبل از جنگ جهاني دوم به ويژه در فرانسه و آلمان انجام گرفت، محقق گشت که نوترونهاي آزاد شده مي توانند تحت شرايط مناسب براي ايجاد شکافت در ديگر هسته هاي اورانيوم مورد استفاده قرار گيرند و بدين ترتيب يک واکنش زنجيره اي را مي توان آغاز نمود که باعث آزادسازي مقدار قابل ملاحظه اي انرژي گردد.
اين شکافت بيشتر مربوط به 235-U (اورانيوم با جرم اتمي 235) بود و وجود يک حداقل جرمي از اورانيوم براي يک واکنش زنجيره اي لازم به نظر مي رسيد. اين حداقل را جرم بحراني ناميدند. در طول جنگ جهاني دوم، اين تحقيقات در کشورهاي انگلستان، کانادا و عمدتا آمريکا ادامه يافت و نتيجتا به ساخت اولين راکتور اتمي در زيرزمين دانشگاه شيکاگو توسط فرمي و چندي بعد به توليد اولين بمب اتمي منجر گرديد که بطور موفقيت آميزي فجايع اسف بار هيروشيما و ناکازاکي را بوجود آورد. راکتور اتمي نمونه بارز استفاده صلح آميز از انرژي اتمي بود در حاليکه بمب اتمي به وضوح استفاده غيرصلح آميز آن را آشکار مي ساخت. به هرحال هر دوي اين فرآيندها به توليد انرژي هسته اي که ناشي از شکافت هسته اتم¬هاي سنگين بود منجر گشتند، البته يکي کنترل شده (راکتور اتمي) و ديگري کنترل نشده (بمب اتمي) به حساب مي آمد.
شکافت هسته هاي سنگين به دو هسته سبکتر، همراه با آزاد شدن مقادير زيادي انرژي است و اين فرآيند تنها در هسته هاي سنگيني چون اورانيوم و پلوتونيوم اتفاق مي افتد. براي ايجاد شکافت مناسب، بايد واکنش هسته¬اي بصورت زنجيره وار و پيوسته انجام گردد وگرنه نتيجه مطلوب حاصل نخواهد گرديد.
fission + 2 or 3 n + 200 MW MeV U235 + n
نحوه شکافت اورانيوم 235 توسط نوترون کند
3-2 همجوشي يا گداخت هسته اي
همجوشي يا گداخت هسته اي را مي توان به عنوان فرآيند عکس شکافت هسته اي قلمداد کرد، يعني فرآيندي که در آن دست کم يکي از محصولات واکنش هسته اي ازهر يک از مواد واکنش زاي اوليه پر جرمتر باشد. گداخت هسته اي در مواردي که جرم کل هسته هاي محصول از جرم کل مواد واکنش زا کمتر باشد منجر به رهايي انرژي خواهد شد. فعل و انفعالاتي که در ستاره ها رخ مي دهد و منجر به توليد انرژي بسيار زيادي مي گردد، شناخته شده ترين و بارزترين نمونه هاي همجوشي يا گداخت هسته اي است.
گداخت هسته اي را سرچشمه انرژي فردا مي دانند.
از محسنات راکتورهاي گداخت، درجه بالاي ايمني آنهاست و برخلاف راکتورهاي شکافت هسته اي که پسمان¬هاي راديو اکتيو بسياري توليد مي کنند، پسمان راکتورهاي گداخت مقدار کمي هليوم غير راديواکتيو است.
4- نيروگاه اتمي برق
از مهمترين منابع استفاده صلح آميز از انرژي اتمي، ساخت راکتورهاي هسته اي جهت توليد برق مي باشد. امروزه نيروگاه هاي قدرت بيشتر براي توليد نيروي برق به کار مي¬روند و همانند نيروگاه هاي بخاري، در نيروگاه اتمي نيز بخار براي راه اندازي توربين مصرف مي¬شود و انرژي چرخشي آن در يک ژنراتور به انرژي الکتريکي تبديل مي¬گردد. برخلاف يک نيروگاه معمولي فسيلي، در نيروگاه هسته¬اي انرژي حرارتي براي توليد بخار توسط سوختن شيميايي موادي مانند ذغال سنگ، نفت و گاز ايجاد نشده، بلکه توسط شکافته شدن هسته¬هاي عناصر سنگين مانند اورانيوم، حاصل و توسط سيال خنک کننده برداشت مي¬شود.
بنابراين تفاوت اصلي نيروگاه اتمي با نبروگاه¬هاي حرارتي عادي در روش توليد انرژي حرارتي آن مي¬باشد. در نيروگاه¬هاي حرارتي از سوخت هاي فسيلي همچون نفت، گاز يا ذغال سنگ استفاده مي¬شود ولي در نيروگاه اتمي حرارت به وسيله واکنش¬هاي زنجيره¬اي کنترل شده ايجاد مي¬گردد و طي آنها هسته¬هاي لازم براي توليد جريان الکتريکي شکافته مي¬شوند.
راکتور يک ساختار فلزي است در آن سوخت هسته¬اي، ماده کند کننده نوترون¬ها و ماده خنک کننده در کنار يکديگر قرار گرفته اند. محدوده سوخت هسته اي يک راکتور را که در آنجا واکنش هسته¬اي رخ داده وانرژي گرمايي توليد مي¬شود، قلب راکتور مي¬گويند.
انرژي گرمايي توليد شده در راکتور توسط ماده خنک کننده ( آب، آب سنگين، گاز و ...) به يک مبدل گرمايي منتقل و در آنجا توسط بخار آب به توربين منتقل مي¬شود. بخار آب بخشي از انرژي گرمايي خود را به پره¬هاي توربين منتقل کرده و محور توربين را به گردش در مي¬آورد. راکتور هسته¬اي و مبدل گرمايي را يک ساختار بتني به نام پوشش ايمني احاطه مي¬کند تا در صورت بروز حادثه، از پخش مواد راديواکتيو به محيط اطراف جلوگيري شود.
راکتورهسته اي وسيله اي است که در آن فرآيند شکافت هسته اي بصورت کنترل شده انجام مي گيرد. در طي اين فرآيند انرژي زيادي آزاد مي گردد. به نحوي که مثلا در اثر شکافت نيم کيلوگرم اورانيوم انرژي معادل بيش از 1500 تن زغال سنگ به دست مي آيد. هم اکنون در سراسر جهان، راکتورهاي متعددي در حال کار وجود دارند که بسياري از آنها براي توليد قدرت و به منظور تبديل آن به انرژي الکتريکي، پاره اي براي راندن کشتيها و زيردريائيها، برخي براي توليد راديو ايزوتوپوپها و تحقيقات علمي و گونه هايي نيز براي مقاصد آزمايشي و آموزشي مورد استفاده قرار مي گيرند. در راکتورهاي هسته اي که براي نيروگاه¬هاي اتمي طراحي شده اند (راکتورهاي قدرت)، اتمهاي
اورانيوم و پلوتونيم توسط نوترونها شکافته مي شوند و انرژي آزاد شده گرماي لازم را براي توليد بخار ايجاد کرده و بخار حاصله براي چرخاندن توربين¬هاي مولد برق به کار گرفته مي شوند.
به لحاظ تاريخي اولين راکتور اتمي در آمريکا بوسيله شرکت "وستينگهاوس" و به منظور استفاده در زير دريائيها ساخته شد. ساخت اين راکتور پايه اصلي و استخوان بندي تکنولوژي فعلي نيروگاه¬هاي اتميPWR را تشکيل داد. سپس شرکت جنرال الکتريک موفق به ساخت راکتورهايي از نوع BWR گرديد. اما اولين راکتوري که اختصاصا جهت توليد برق طراحي شده، در ژوئن 1954در شهر"آبنينسک" در نزديکي مسکو درکشور شوروي سابق احداث گرديد که بيشتر جنبه نمايشي داشت، توليد الکتريسيته از راکتورهاي اتمي در مقياس صنعتي در سال 1956 در انگلستان آغاز گرديد. تا سال 1965 روند ساخت نيروگاه¬هاي اتمي از رشد محدودي برخوردار بود اما طي دو دهه 1966 تا 1985 جهش زيادي در ساخت نيروگاه¬هاي اتمي به وجود آمده است. اين جهش طي سال¬هاي 1972 تا 1976 که به طور متوسط هر سال 30 نيروگاه شروع به ساخت مي کردند بسيار زياد و قابل توجه است. يک دليل آن شوک نفتي اوايل دهه 1970 مي باشد که کشورهاي مختلف را برآن داشت تا جهت تأمين انرژي مورد نياز خود بطور زايد الوصفي به انرژي هسته اي روي آورند. پس از دوره جهش فوق يعني از سال 1986 تاکنون روند ساخت نيروگاهها به شدت کاهش يافته است. به طوريکه در حال حاضر به طور متوسط ساليانه ساخت 4 راکتور اتمي شروع مي شود.
کشورهاي مختلف در توليد برق هسته اي روند گوناگوني داشته اند. به عنوان مثال کشور انگلستان که تا سال 1965 پيشرو در ساخت نيروگاه اتمي بود، پس از آن تاريخ، ساخت نيروگاه اتمي در اين کشور کاهش يافت. اما برعکس در آمريکا به اوج خود رسيد. کشور آمريکا که تا اواخر دهه 1960 تنها 17 نيروگاه اتمي داشت در طول دهه هاي 1970و 1980 بيش از 90 نيروگاه اتمي ديگر ساخت. اين مسئله نشان دهنده افزايش شديد تقاضاي انرژي در آمريکاست. هزينه توليد برق هسته اي در مقايسه با توليد برق از منابع ديگر انرژي در امريکا کاملا قابل رقابت مي باشد. هم اکنون فرانسه با داشتن سهم 75 درصدي برق هسته اي از کل توليد برق خود درصدر کشورهاي جهان قرار دارد. پس از آن به ترتيب ليتواني(73درصد)، بلژيک(57درصد)، بلغارستان و
اسلواکي(47درصد) و سوئد (8/46درصد) مي باشند. آمريکا نيز حدود 20 درصد از توليد برق خود را به برق هسته اي اختصاص داده است.
گرچه ساخت نيروگاه¬هاي هسته اي و توليد برق هسته اي در جهان از رشد انفجاري اواخر دهه 1960 تا اواسط 1980 برخوردار نيست اما کشورهاي مختلف همچنان درصدد تأمين انرژي مورد نياز خود از طريق انرژي هسته اي مي باشند. طبق پيش بيني هاي به عمل آمده روند استفاده از برق هسته اي تا دهه هاي آينده همچنان روند صعودي خواهد داشت. در اين زمينه، منطقه آسيا و
اروپاي شرقي به ترتيب مناطق اصلي جهان در ساخت نيروگاه هسته اي خواهند بود. در اين راستا، ژاپن با ساخت نيروگاه¬هاي اتمي با ظرفيت بيش از 25000 مگا وات درصدر کشورها قرار دارد. پس از آن چين، کره جنوبي، قزاقستان، روماني، هند و روسيه جاي دارند. استفاده از انرژي هسته اي در کشورهاي کانادا، آرژانتين، فرانسه، آلمان، آفريقاي جنوبي، سوئيس و آمريکا تقريبا روند ثابتي را طي دو دهه آينده طي خواهد کرد.
4-1- نيروگاه اتمي بوشهر
بهره گيري از انرژي هسته¬اي براي توليد انرژي الکتريکي در کشور ما، صنعتي نوين به حساب مي¬آيد. نخستين تلاشها در اين زمينه به اوايل دهه 1350 خورشيدي بازمي¬گردد که قرار بود به کمک متخصصان آلماني نخستين نيروگاههاي اتمي برق در سواحل خليج فارس، راه اندازي شوند.
در تاريخ آذر 1353 (November 1974) قرارداد اوليه طراحي و ساخت دو واحد نيروگاه بين سازمان انرژي اتمي ايران و شرکت کرافت ورک اونيون (KWU) آلمان منعقد گرديد، محل ساخت آن در تاريخ ارديبهشت 1354 (May 1975) در 18 کيلومتري جنوب بندر بوشهر بين دو روستاي هليله و بندرگاه انتخاب گرديد، در تاريخ تير 1355 (July 1975) کار ساختماني آن آغاز شد و در تاريخ 14 تير 1355 (4.7.1976) قرارداد في مابين به امضاي نهايي رسيد.
با پيروزي انقلاب اسلامي عمليات ساخت اين نيروگاه متوقف و در طول جنگ تحميلي تاسيسات موجود چندين بار مورد حمله هوايي واقع گرديد. در مرداد 1377 بار ديگر اين قرارداد مورد بازبيني کلي قرار گرفت و ساخت نيروگاه به صورت کليد در دست به شرکت اتم استروي اکسپورت روسي محول گرديد.
راکتور اين نيروگاه از نوع آب سبک تحت فشار با قدرت توليد انرژي الکتريکي 1000مگاوات مي¬باشد. براي سوخت اين راکتور از اورانيوم 235 (به صورت اکسيد اورانيوم) استفاده مي¬شود که تا حدود 3 درصد غني شده است.
برق توليد شده در اين نيروگاه به وسيله خطوط انتقال 400 کيلوولتي به شبکه سراسري منتقل خواهد شد و همچنين برق مورد نياز در زمان ساخت نيروگاه از طريق خطوط 230 کيلوولتي انتقال نيرو که پست نيروگاه را به پست 230 کيلوولتي بوشهر متصل مي¬نمايد، تامين مي¬گردد.
کليه ساختمانها و تجهيزات نيروگاه در زميني به مساحت تقريبي 200 هکتار قرار
گرفته است.
5- ديدگاههاي اقتصادي و زيست محيطي برق هسته اي
جمهوري اسلامي ايران در فرآيند توسعه پايدار خود، به تکنولوژي هسته اي چه از لحاظ تأمين نيرو و ايجاد جايگزيني مناسب در عرصه انرژي و چه از نظر ديگر بهره برداريهاي صلح آميز از آن در زمينه هاي صنعت، کشاورزي، پزشکي و خدمات، نياز مبرم دارد و تحقق اين رسالت مهم به عهده سازمان انرژي اتمي ايران مي باشد. بديهي است در زمينه کاربرد انرژي هسته اي به منظور تأمين قسمتي از برق مورد نياز کشور فاکتورهاي بسيار مهمي از جمله مسايل اقتصادي و زيست محيطي مطرح مي گردند.
5-1- ديدگاه اقتصادي استفاده از برق هسته اي
امروزه کشورهاي بسياري به ويژه کشورهاي اروپايي سهم قابل توجهي از برق مورد نياز خود را از انرژي هسته اي تأمين مي نمايند. به طوريکه آمار نشان مي دهد از مجموع نيروگاههاي هسته اي نصب شده جهت تأمين برق در جهان به ترتيب 35 درصد به اروپاي غربي، 33 درصد به آمريکاي شمالي، 5/16 درصد به خاور دور، 13 درصد به اروپاي شرقي و نهايتا فقط 74/0 درصد به آسياي ميانه اختصاص دارد. بدون شک در توجيه ضرورت ايجاد تنوع در سيستم عرضه انرژي کشورهاي مذکور، انرژي هسته اي به عنوان يک گزينه مطمئن اقتصادي مطرح است. بنابراين ابعاد اقتصادي جايگزيني نيروگاه¬هاي هسته اي با توجه به تحليل هزينه توليد (قيمت تمام شده) برق در سيستم¬هاي مختلف نيرو قابل تأمل و بررسي است. از اين رو در اغلب کشورها، نيروگاه-هاي هسته اي با عملکرد مناسب اقتصادي خود از هر لحاظ با نيروگاه¬هاي سوخت فسيلي قابل رقابت مي باشند.
طي چند دهه گذشته کاهش قيمت سوختهاي فسيلي در بازارهاي جهاني، سبب افزايش هزينه هاي ساخت نيروگاه¬هاي هسته اي به دليل تشديد مقررات و ضوابط ايمني، طولاني تر شدن مدت ساخت و بالاخره باعث ايجاد مشکلات تأمين مالي لازم و بالا رفتن قيمت تمام شده هر واحد الکتريسيته در اين نيروگاهها شده است. از يک طرف مشاهده مي شود که طي اين مدت حدود 40 درصد از هزينه هاي چرخه سوخت هسته اي کاهش يافته است و از سويي ديگر با توجه به پيشرفتهاي فني و تکنولوژي حاصل از طرحهاي استاندارد و برنامه ريزيهاي دقيق بمنظور تأمين سرمايه اوليه مورد نياز مطمئن و به هنگام احداث چند واحد در يک سايت براي صرفه جوئيهاي ناشي از مقياس مربوط به تأسيسات و تسهيلات مشترک مورد نياز در هر نيروگاه، همچنان مزيت نيروگاههاي اتمي از ديدگاه اقتصادي نسبت به نيروگاههاي با سوخت فسيلي در اغلب کشورها حفظ شده است.
ساير ديدگاههاي اقتصادي در مورد آينده انرژي هسته اي حاکي از آن است که براساس تحليل سطح تقاضا و منابع عرضه انرژي در جهان، توجه به توسعه تکنولوژيهاي موجود و حقايقي نظير روند تهي شدن منابع فسيلي در دهه هاي آينده، مزيتهاي زيست محيطي انرژي اتمي و همچنين استناد به آمار و عملکرد اقتصادي و ضريب بالاي ايمني نيروگاههاي هسته اي، مضرات کمتر چرخه سوخت هسته اي نسبت به ساير گزينه هاي سوخت و پيشرفتهاي حاصله در زمينه نيروگاههاي زاينده و مهار انرژي گداخت هسته اي در طول نيم قرن آينده، بدون ترديد انرژي هسته اي يکي از حاملهاي قابل دسترس و مطمئن انرژي جهان در هزاره سوم ميلادي به شمار مي رود. در اين
راستا شوراي جهاني انرژي تا سال 2020 ميلادي ميزان افزايش عرضه انرژي هسته اي را نسبت به سطح فعلي حدود 2 برابر پيش بيني مي نمايد. با توجه به شرايط موجود چنانچه از لحاظ اقتصادي هزينه هاي فرصتي فروش نفت و گاز را با قيمتهاي متعارف بين المللي در محاسبات هزينه توليد(قيمت تمام شده) براي هر کيلووات برق توليدي منظور نمائيم و همچنين تورم و افزايش
احتمالي قيمتهاي اين حاملها(بويژه طي مدت اخير) را براساس روند تدريجي به اتمام رسيدن منابع ذخاير نفت و گاز جهاني مدنظر قرار دهيم، يقينا در بين گزينه هاي انرژي موجود در جمهوري اسلامي ايران، استفاده از حامل انرژي هسته اي نزديکترين فاصله ممکن را با قيمت تمام شده برق در نيروگاههاي فسيلي خواهد داشت.
5-2- ديدگاه زيست محيطي استفاده از برق هسته اي
افزايش روند روزافزون مصرف سوختهاي فسيلي طي دو دهه اخير و ايجاد انواع آلاينده هاي خطرناک و سمي و انتشار آن در محيط زيست انسان، نگراني¬هاي جدي و مهمي براي بشر در حال و آينده به دنبال دارد. بديهي است که اين روند به دليل اثرات مخرب و مرگبار آن در آينده تداوم چنداني نخواهد داشت. از اين رو به جهت افزايش خطرات و نگرانيها در مورد اثرات مخرب انتشار گازهاي گلخانه اي ناشي از کاربرد انرژيهاي فسيلي، واضح است که از کاربرد انرژي هسته اي به¬عنوان يکي از رهيافتهاي زيست محيطي براي مقابله با افزايش دماي کره زمين و کاهش آلودگي محيط زيست ياد مي شود. همچنان که آمار نشان مي دهد، در حال حاضر نيروگاه¬هاي هسته اي جهان با ظرفيت نصب شده فعلي توانسته اند سالانه از انتشار8 درصد از گازهاي دي اکسيد کربن در فضا جلوگيري کنند که در اين راستا تقريبا مشابه نقش نيروگاه هاي آبي عمل کرده اند.
چنانچه ظرفيتهاي در دست بهره برداري فعلي توليد برق نيروگاه¬هاي هسته اي، از طريق نيروگاه-هاي با سوخت ذغال سنگ تأمين مي شد، سالانه بالغ بر 1800 ميليون تن دي اکسيد کربن، چندين ميليون تن گازهاي خطرناک دي اکسيد گوگرد و نيتروژن، حدود 70 ميليون تن خاکستر و معادل 90 هزار تن فلزات سنگين در فضا و محيط زيست انسان منتشر مي شد که مضرات آن غيرقابل انکار است. لذا در صورت رفع موانع و مسايل سياسي مربوط به گسترش انرژي هسته اي در جهان به ويژه در کشورهاي در حال توسعه و جهان سوم، اين انرژي در دهه هاي آينده نقش مهمي در کاهش آلودگي و انتشار گازهاي گلخانه اي ايفا خواهد نمود.
درحالي که آلودگي¬هاي ناشي از نيروگاه¬هاي فسيلي سبب وقوع حوادث و مشکلات بسيار زياد بر محيط زيست و انسانها مي شود، سوخت هسته اي گازهاي سمي و مضر توليد نمي کند و مشکل زباله هاي اتمي نيز تا حد قابل قبولي رفع شده است، چرا که در مورد مسايل پسمانداري با توجه به کم بودن حجم زباله هاي هسته اي و پيشرفتهاي علوم هسته اي به دست آمده در اين زمينه در دفن نهايي اين زباله ها در حفره هاي عميق زيرزميني با توجه به حفاظت و استتار ايمني کامل، مشکلات موجود تا حدود زيادي از نظر فني حل شده است و طبيعتا در مورد کشور ما نيز تا زمان لازم براي دفع نهايي پسمان¬هاي هسته اي، مسائل اجتماعي باقيمانده از نظر تکنولوژيکي کاملا مرتفع خواهد شد.
از سوي ديگر به نظر مي رسد که بيشترين اعتراضات و مخالفتها در زمينه استفاده از انرژي اتمي بخاطر وقوع حوادث و انفجارات در برخي از نيروگاه¬هاي هسته اي نظير حادثه نيروگاه چرنوبيل مي باشد، اين در حالي است که براساس مطالعات به عمل آمده احتمال وقوع حوادثي که منجر به مرگ عده اي زياد بشود نظير تصادف هوايي، شکسته شدن سدها، انفجارات زلزله، طوفان، سقوط سنگ¬هاي آسماني و غيره، بسيار بيشتر از وقايعي است که نيروگاه¬هاي اتمي مي توانند باعث گردند.
به هر حال در مورد مزاياي نيروگاه¬هاي هسته اي در مقايسه با نيروگاه¬هاي فسيلي صرفنظر از مسايل اقتصادي علاوه بر اندک بودن زباله هاي آن مي توان به تميزتر بودن نيروگاه¬هاي هسته اي و عدم آلايندگي محيط زيست به آلاينده هاي خطرناکي نظير SO2,NO2,CO,CO2 ، پيشرفت تکنولوژي و استفاده هرچه بيشتر از اين علم جديد، افزايش کارايي و کاربرد تکنولوژي هسته اي در ساير زمينه هاي صلح آميز در کنار نيروگاه¬هاي هسته اي اشاره نمود.
در مجموع ارزيابي¬هاي اقتصادي و مطالعات به عمل آمده در مورد مقايسه هزينه توليد(قيمت تمام شده) برق در نيروگاه¬هاي رايج فسيلي کشور و نيروگاه اتمي نشان مي دهد که قيمت اين دو نوع منبع انرژي صرفنظر از هزينه هاي اجتماعي، تقريبا نزديک به هم و قابل رقابت با يکديگر هستند. چنانچه قيمت مصرف انرژي¬هاي فسيلي براي نيروگاه¬هاي کشور برمبناي قيمتهاي متعارف بين المللي منظور شوند و همچنين در شرايطي که نرخ تسعير هر دلار در کشور 8000 ريال تعيين گردد، هزينه توليد(قيمت تمام شده) هر کيلووات ساعت برق در نيروگاه¬ها
ي فسيلي و اتمي بشرح زير مي باشد.
مقايسه هزينه هاي اجتماعي توليد برق در نيروگاه¬هاي فسيلي و اتمي
بر اساس مطالعات به عمل آمده توسط وزارت نيرو در سال 1378 در خصوص تعيين هزينه هاي اجتماعي آلاينده هاي زيست محيطي مصرف سوخت¬هاي فسيلي
در چند نيروگاه فسيلي مورد نظر در کشور، نتايج به دست آمده به شرح ذيل مي باشد:
همچنين در تازه ترين مطالعه اي که براي تعيين هزينه هاي اجتماعي نيروگاه¬هاي هسته اي در 5 کشور اروپايي بلژيک، آلمان، فرانسه، هلند و انگلستان صورت گرفته است، ميزان هزينه هاي اجتماعي ناشي از نيروگاه¬هاي هسته اي در مقايسه با نيروگاه¬هاي فسيلي بسيار پائين است. در اين مطالعه هزينه هاي خارجي هر کيلووات ساعت برق توليدي در نيروگاه¬هاي هسته اي در حدود39/0 سنت ( معادل 2/31 ريال) برآورده شده است. بنابراين در صورتيکه هزينه هاي اجتماعي توليد برق را در ارزيابي هاي اقتصادي نيروگاه¬هاي فسيلي و هسته اي منظور نمائيم قطعا قيمت تمام شده هر کيلووات ساعت برق در نيروگاه هسته اي نسبت به فسيلي به طور قابل ملاحظه اي کاهش خواهد يافت.
به هر حال نيروگاه¬هاي فسيلي و هسته اي هر کدام داراي مزايا و معايب خاص خود مي باشند و ايجاد هر يک متناسب با مقتضيات زماني و مکاني هر کشور خواهد بود و انتخاب نهايي و تصمي
م گيري در اين زمينه بايد با توجه به فاکتورهايي از قبيل عوامل تکنولوژيکي، ارزشي، سياسي، اقتصادي و زيست محيطي توأما اتخاذ گردد. قدر مسلم ايجاد تنوع در سيستم عرضه و تأمين انرژي از استراتژي¬هاي بسيار مهم در زمينه توسعه سيستم پايدار انرژي در هر کشور محسوب مي شود. در اين راستا با توجه به بررسي هاي صورت گرفته، شوراي انرژي اتمي کشور مصمم به ايجاد نيروگاه¬هاي اتمي به ظرفيت کل 600
0 مگاوات در سيستم عرضه انرژي کشور تا سال 1400 هجري شمسي مي باشد.
6- کاربردهاي علوم و تکنولوژي هسته اي
علي رغم پيشرفت همه جانبه علوم و فنون هسته اي در طول نيم قرن گذشته، هنوز اين تکنولوژي در اذهان عمومي ناشناخته مانده است. وقتي صحبت از انرژي اتمي به ميان مي آيد، اغلب مردم ابر قارچ مانند حاصل از انفجارات اتمي و يا راکتورهاي اتمي براي توليد برق را در ذهن خود مجسم مي کنند و کمتر کسي را مي¬توان يافت که بداند چگونه جنبه هاي ديگري از علوم هسته اي در طول نيم قرن گذشته زندگي روزمره او را دچار تحول نموده است. اما حقيقت در اين است که در طول اين مدت در نتيجه تلاش پيگير پژوهشگران و مهندسين هسته اي، اين تکنولوژي نقش مهمي را در ارتقاء سطح زندگي مردم، رشد صنعت و کشاورزي و ارائه خدمات پزشکي ايفا نموده است. موارد زير از مهمترين استفاده هاي صلح آميز از علوم و تکنولوژي هسته اي مي باشند:
1- استفاده از انرژي حاصل از فرآيند شکافت هسته اورانيوم يا پلوتونيوم در راکتورهاي اتمي جهت توليد برق و يا شيرين کردن آب درياها.
2-استفاده از راديوايزوتوپ¬ها در پزشکي، صنعت و کشاورزي
3- استفاده از پرتوهاي ناشي از فرآيندهاي هسته اي در پزشکي، صنعت و کشاورزي.
ايزوتوپ¬هاي يک عنصر، هسته هايي شامل تعداد پروتون¬هاي يکسان و تعداد نوترون¬هاي متفاوت مي باشند.
