مقاله در مورد انرژی هسته ای و کاربرد صلح آمیز آن

word قابل ویرایش
185 صفحه
22700 تومان
227,000 ریال – خرید و دانلود

لم یشکر المخلوق لم یشکر الخالق
با تشکر و قدردانی بسیار از مدیریت محترم سرکار خانم اسماعیلی و دبیر ارجمند سرکار خانم مرشدی که با تلاش و زحمات بی شائبه همچون چراغی روشنایی بخش راهمان بودند و از هیچگونه مساعدتی دریغ نفرمودند.

چکیده:
انرژی بدست آمده از فعل و انفعالات هسته ای را انرژی هسته ای می گویند. این انرژی از دو منشا می تواند سرچشمه بگیرد یکی شکافت هسته اتم های سنگین و دیگری همجوشی یا گداخت هسته ی اتم های سبک. ذیلا به اختصار به این دو فعل و انفعال هسته ای که به تولید انرژی هسته ای منجر می گردد پرداخته می شود.

۱- شکافت هسته ای:
این شکافت بیشتر مربوط به V235- اورانیوم با جرم اتمی ۲۳۵ بود و وجود یک حداقل جرمی از اورانیوم برای یک واکنش زنجیره ای لازم به نظر می رسید این حداقل را جرم بحرامی نامیده اند.
شکافت هسته ای به دو هسته سبکتر همراه با آزاد شدن مقادیر زیادی انرژی است و این فرایند تنها در هسته های سنگین چون اورانیوم و پلوتونیوم اتفاق می افتد.
۲- همجوشی یا گداخت هسته ای: همجوشی یا گداخت هسته ای را می توان بعنوان فرایند عکس شکافت هسته ای قلمداد کرد یعنی فرایندی که در آن دست کم یکی از محصولات واکنش هسته ای از هر یک از مواد واکنش زای اولیه پر جرم تر باشد. گداخت هسته ای در مواردی که جرم کل هسته ای محصول از جرم کلی مواد واکنش زا کمتر باشد منجر به رهایی انرژی خواهد شد.

فهرست مطالب
عنوان صفحه
آشنایی با فعالیت های سازمان انرژی اتمی ایران ۱
سازمان قبل از انقلاب ۱
وظایف سازمانی ۲
رئیس سازمان ۳
استقلال مالی سازمان ۳
تشکیلات سازمان ۴
سازمان بعد از انقلاب شکوهمند اسلامی ۴
فعالیت های سازمان ۵
معاونت نیروگاههای اتمی ۵
اهم فعالیتهای دفتر تضمین کیفیت ۷
اهم فعالیتهای دفتر خدمات هسته ای و بهره برداری ۷
اهم فعالیتهای دفتر امور قراردادهای خاص ۷
معاونت پژوهشی ۷
مرکز تحقیقات هسته ای ۸
تولید چشمه های صنعتی ۱۰

به دست آوردن مواد رادیو اکتیو ۶۱
کاربردهای علوم و تکنولوژی هسته ای ۶۲

انرژی هسته ای ۶۴
کاربردهای علوم و تکنولوژی هسته ای ۶۹
برق هسته ای ۷۲
چرخه سوخت هسته ای ۷۵

دیدگاههای اقتصادی و زیست محیطی برق هسته ای ۷۷
بمب کثیف چیست؟ ۸۴
انواع بمب کثیف ۸۶
آسیب های ناشی از بمب کثیف ۸۸
تصویر برداری در پزشکی هسته ای ۹۰
توموگرافی تابش پوزیترون ۹۲
توموروگرافی با استفاده از تابش تک فوتون ۹۳
تصویر برداری قلب و عروق ۹۴
اسکن استخوان ۹۴
پزشکی هسته ای و درمان بیماریها ۹۵
مصارف صلح آمیز انرژی هسته ای ۱۲۱
اورانیوم ۱۲۴
ساختار نیروگاههای اتمی جهان ۱۲۷
ایزوتوپهای اورانیوم ۱۲۸
ساختار نیروگاه اتمی ۱۲۹
غنی سازی اورانیوم ۱۳۲
تاریخچه بمب اتم ۱۳۴
لیزه میتنر ۱۳۶
چرخه سوخت هسته ای ۱۳۷
فراوری ۱۳۸
غنی سازی ۱۳۹
راکتور هسته ای ۱۴۱
بازفراوری ۱۴۲
بمب پلوتونیومی ۱۴۳
بمب اورانیومی ۱۴۴
نیروگاه هسته ای ۱۴۵

آشنایی با فعالیت های سازمان انرژی اتمی ایران
بدون تردید جمهوری اسلامی ایران از کشورهای صاحب نام در عرصه فناوری هسته ای در جهان است، اما کسب این جایگاه در گرو تلاش های بی وقفه کارشناسان و متخصصان اهل این سرزمین است که در طول سال های گذشته از هیچ کوششی فرو گذار نبوده اند.  تامل در آن نسل امروز ما را با مسیر پیموده شده برای بومی کردن تکنولوژی هسته ای آشنا کرده و آنان را بیش از گذشته در راه صیانت از حقوق مسلم و خدشه ناپذیر خودشان مصمم خواهد ساخت.
آنچه در پی می آید، مجموعه ای از اقدامات این سازمان از سال ۱۳۵۵ تا کنون است
سازمان قبل از انقلاب
– در سال ۱۳۳۵ مجلس شورای ملی ایجاد مرکز اتمی دانشگاه تهران را تصویب کر

د.
– در سال ۱۳۴۰ در زمینی به مساحت ۲۸ هکتار در شمال آن روز تهران، کلنگ احداث این مرکز زمین زده شد.
– در آذرماه ۱۳۴۶ « راکتور ۵ مگاواتی آموزشی و تحقیقاتی ایران » ، بحرانی و آماده به کار شد.
– در اسفندماه ۱۳۵۲ بر اساس فرمانی سازمان انرژی اتمی ایران ایجاد گردید.
– در فرودین ماه ۱۳۵۳ سازمان انرژی اتمی ایران تشکیل شد و شروع به کار کرد.
– در همین سال قرارداد ساخت چهار واحد نیروگاه اتمی با شرکت های آلمانی و فرانسوی منعقد گردید.
– در تیرماه ۱۳۵۳ قانون تاسیس سازمان، از مجلس شورای ملی گذشت و به دولت ابلاغ شد.
وظایف سازمانی
بر اساس ماده ۳ قانون سازمان انرژی اتمی مصوب ۱۶ تیرماه سال ۱۳۵۳ وظایف سازمان به شرح زیر تعریف و تصویب شده است :
الف – توسعه و گسترش علوم و فنون اتمی در کشور و ایجاد زیربنای علمی و فنی لازم برای استفاده از علوم و فنون اتمی در برنامه های توسعه و تحول کشور .
ب – انجام مطالعات و تحقیقات لازم در زمینه های مربوط به علوم و فنون اتمی.
پ – اهتمام در کاربرد علوم و فنون اتمی در صنایع، کشاورزی و خدمات.
ت – ایجاد خدمات فنی مورد نیاز کشور در زمینه علوم و فنون اتمی.
ث – انجام بررسیها و عملیات اکتشافی برای تعیین منابع مواد اولیه صنایع اتمی از قبیل سوخت اتمی و مواد رادیواکتیو و بهره برداری از این منابع از طریق استخراج و استفاده از مواد مزبور در صنایع، نیروگاهها، کارخانه ها و تاسیسات مختلف اتمی کشور.
سازمان موظف است اهتمام خود را برای تامین سوخت اتمی و سایر مواد اصلی مورد نیاز صنایع اتمی کشور با توجه به نیازهای آینده به کار ببرد.
ج – ایجاد نیروگاههای اتمی و بهره برداری از آنها برای کمک به تامین نیروی برق مورد نیاز کشور.
چ – ایجاد تاسیسات شیرین کردن آب شور و بهره برداری از آنها برای کمک به تامین آب مورد نیاز کشور.
ح – تولید و توزیع رادیوایزوتوپها و سایر مواد و تجهیزات مورد نیاز برای کاربرد علوم و فنون اتمی کشور.
خ – ایجاد هماهنگی و نظارت بر امور مربوط به علوم و فنون اتمی در کشور که بوسیله سایر موسسات اعم از دولتی و یا وابسته به دولت و یا غیر دولتی انجام می شود و تنظیم مقررات، ضوابط و آئین نامه های مربوط و پیشنهاد آن به مراجع ذیصلاح قانونی برای تصویب.
د – ایجاد ارتباط با مراجع بین المللی و یا کشورهای خارجی در زمینه علوم و فنون و صنایع اتمی به نام دولت جمهوری اسلامی ایران، نمایندگی دولت ایران در آژانس بین المللی انرژی اتمی به عهده سازمان خواهد بود.
ذ – انجام تحقیقات مربوط به استفاده از منابع انرژی موجود در طبیعت که مورد بهره برداری قرار نگرفته اند و اهتمام در استفاده از تجربیات سایر کشورها در این زمینه از طریق ایجاد ارتباط لازم.
رئیس سازمان
رئیس سازمان بالاترین مقام اجرایی سازمان، مسئول اداره کلیه امور س

ازمان و موسسات وابسته و نماینده سازمان در کلیه مراجع می باشد.
استقلال مالی سازمان
به موجب ماده ۲ قانون، سازمان دارای شخصیت حقوقی و استقلال مالی است و منحصرا تابع مقررات قانون سازمان و اساسنامه مربوط و آئین نامه های استخدامی و مالی اداری مخصوص به خود می باشد. مگر آنکه در قانون صراحتا از « سازمان انرژی اتمی ایران » نام برده شده باشد.
تشکیلات سازمان

کلیه اهداف و وظایف اصلی تعیین شده در قانون سازمان در قالب پروژه های مصوب تعریف شده و در واحدهای تحت پوشش معاونتهای پژوهشی، تولید سوخت هسته ای، نیروگاههای اتمی و نظام ایمنی هسته ای کشور اجرا می گردد. معاونتهای برنامه ریزی، آموزش و امور مجلس، اداری و مالی و نظارت در امور شرکتها و مدیریتهای مستقل تحت نظر ریاست سازمان عهده دار وظایف ستادی و پشتیبانی هستند.
چارت سازمانی مصوب سازمان شامل معاونت ها و واحدهای تابعه آن نشان داده شده است.
سازمان بعد از انقلاب شکوهمند اسلامی
پیروزی انقلاب اسلامی شرایط جدیدی در ایران و بالطبع در سازمان انرژی اتمی ایران به وجود آورد و سازمان را که برای ساخت و تکمیل چهار راکتور در بوشهر و دارخوین تعهدات سنگینی عهده دار شده بود، به تجدید نظر واداشت.
با مصوبه مورخه ۲۹/۱۲/۱۳۶۰ هیات محترم وزیران، عمده فعالیت های اجرایی و تحقیقاتی سازمان از سال ۱۳۶۱ مجددا آغاز شد.
در دو برنامه ۵ ساله اول و دوم، سازمان فعالیت های تحقیقاتی کاربردی را مد نظر قرار داد.
با انتخاب جناب آقای سید محمد خاتمی به ریاست جمهوری اسلامی و تغییر مدیریت در سازمان در مهرماه ۱۳۷۷ فرانمای سازمان با ۷ معاونت و ۵ مدیریت کل مستقل، تصویب و به اجرا در آمد.
– محور اصلی فعالیت جدید سازمان علاوه بر خدمات کاربردی و توسعه علوم و فنون هسته ای ، در تکامل چرخه سوخت و اجرای پروژه های نیروگاههای اتمی در کشور است.
فعالیت های سازمان
با توجه به اینکه منابع فسیلی موجود جهان پایان پذیر بوده و انرژی هسته ای یکی از با صرفه ترین جایگزین ها برای تامین برق مورد نیاز است و به عبارت دیگر تامین انرژی الکتریکی از تکنولوژی هسته ای (شکافت و گداخت) راه حل پیشنهادی و مورد قبول تولید انرژی در جهان در قرن بیست و یکم بوده و لازم است هر کشوری، حتی اگر دارای منابع فسیلی نسبتا فراوان باشد، انرژی مورد نیاز خود را از منابع متنوع تامین نماید، به تصمیم شورای انرژی کشور، مقرر شد سازمان انرژی اتمی ایران نیز بخشی از انرژی الکتریکی مورد نیاز کشور را از نیروگاههای هسته ای تامین نماید.
معاونت نیروگاههای اتمی
مسئولیت کلی ساخت و بهره برداری از نیروگاههای اتمی به عهده معاونت نیروگاههای اتمی سازمان است. مراحل مختلف این امر شامل برنامه ریزی، انتخاب

محل، طراحی، مهندسی، ساخت، راه اندازی، بهره برداری و نگهداری، افزایش طول عمر باقی مانده واحد، مدیریت زباله های هسته ای، از کاراندازی واحد و ایمنی هسته ای می باشد. اهم وظایف معاونت نیروگاههای اتمی به این شرح است:
قرارداد طرح تکمیل نیروگاه اتمی بوشهر علیرغم تمامی تلاشهای آشکار و پنهان دولت آمریکا با کشور روسیه منعقد گردید و هم اکنون کارشناسان روسی با همکاری متخصصین ایرانی پس از طی مراحل مقدماتی، مراحل اجرای کار را آغاز نموده اند که تا پایان سال ۷۸ حدود ۳۲% پیشرفت داشته است. پیش بینی می شود در صورت تامین منابع ارزی و ریالی مورد نیاز و تامین به موقع تجهیزات و مواد و مصالح جایگزین، واحد اول نیروگاه اتمی بوشهر تا پایان سال ۱۳۸۲ راه اندازی شود.
معاونت نیروگاههای اتمی با چهارمدیریت ستادی وظایف خود را انجام می دهد:
دفتر مهندسی و نظارت فنی
دفتر تضمین کیفیت
دفتر خدمات هسته ای و بهره برداری
دفتر امور قراردادهای خاص
علاوه بر آن مجری طرح نیروگاه اتمی بوشهر تحت نظارت معاونت نیروگاهها انجام وظیفه می نماید. این امر در مورد نیروگاه استقلال نیز صادق خواهد بود.
اهم فعالیت های دفتر مهندسی و نظارت فنی
هماهنگی کلیه فعالیتهای مربوط به پردازش اطلاعات مهندسی، جمع آوری اطلاعات از طریق ارتباطات بین المللی، سازماندهی شبکه های محلی و گسترده کامپیوتری، طراحی و توسعه سیستمهای اطلاعات مدیریت، تحقیق و توسعه انجام مطالعات کلان پروژه و مدلسازی و تجزیه و تحلیل اطلاعات پروژه و نظارت بر اجرای برنامه های زمان بندی و بررسی روند پیشرفت پروژه ها.
اهم فعالیت های دفتر تضمین کیفیت
دفترتضمین کیفیت به عنوان یک اهرم قدرتمند مدیریتی جهت حصول اطمینان از کیفیت کلیه فعالیتها و ساخت اقلام و تجهیزات در انطباق با الزامات تعیین شده توسط آژانس بین المللی انرژی اتمی و نظام ایمنی هسته ای کشور انجام وظیفه نماید.
اهم فعالیتهای دفتر خدمات هسته ای و بهره برداری
حصول اطمنیان از کارائی و شایستگی پرسنل بهره برداری، نگهداری و پیشتیبانی فنی که در بهره برداری و نگهداری نیروگاهها تحت گواهینامه با رعایت مقررات دفتر امور ایمنی هسته ای کشور مشغول به کار می باشند.
حصول اطمینان از انجام اندازه گیری های حفاظتی در محدوده سایت و در داخل هر منطقه برنامه ریزی اضطراری (EPZ) به منظور ایمنی و حفظ جان مردم و پرسنل نیروگاه در شرایط اضطراری و بروز وقایع بحرانی (رادیولوژیکی).
اهم فعالیتهای دفتر امور قراردادهای خاص
* برگزاری مناقصه های داخلی و خارجی و انجام سایر معاملات ا

ز طریق ترک مناقصه و مشارکت در انتخاب فروشندگان، تولید کنندگان، پیمانکاران و مشاوران.
معاونت پژوهشی
وظایف این معاونت عبارتست از برنامه ریزی و هدایت طرح ها و پروژه های بخشهای معاونت، انتقال تکنولوژی هسته ای به کشور، انجام تحقیقات بنیادی و کاربردی در زمینه استفاده از انرژی اتمی در صنایع، پزشکی و کشاورزی. اینک مروری بر مراکز تحت پوشش این معاونت داریم :

مرکز تحقیقات هسته ای
این مرکز به سبب سابقه طولانی و توان علمی فنی حاصل از کادر مجرب و با تجربه خود همواره پیشاهنگ فعالیتهای علمی و پژوهشی بوده است. هدف اصلی این مرکز انجام تحقیقات پایه در علوم هسته ای و فراهم آوردن زیربنای علمی برای گسترش علوم و فنون هسته ای کشور و امکانات لازم برای ایجاد خودکفائی نسبی آنها است. تربیت کادر متخصص هسته ای، همکاری با دانشگاهها و مراکز علمی، آموزشی را می توان از هدفهای جنبی این مرکز به شمار آورد.
بخشهای مختلف مرکز تحقیقات هسته ای عبارتند از:
الف – بخش تهیه و تولید رادیوایزوتوپها
این بخش با بیش از ۱۸ سال فعالیت در زمینه تهیه و تولید رادیوایزوتوپها با تاسیس آزمایشگاههای مجهز، استفاده از امکانات راکتور تحقیقاتی و تربیت نیروی انسانی کارآزموده در دو زمینه تولید دارو و تولید چشمه های صنعتی فعالیت می نماید.
تولید رادیو داروهای مورد استفاده در پزشکی
الف) ژنراتور تکنسیم m – 99
این ژنراتور با استفاده از مولیبدن – ۹۹ حاصل از پاره ای شکافت کار می نماید. تکنسیم M – 99 حاصل به عنوان یک رادیو دارو برای تشخیص ودرمان بعضی از بیمارها به ویژه غدد سرطانی به روش تزریق وریدی مستقیما و یا به کمک کیتهای رادیو دارویی مصرف می شود. در حال حاضر حدودا هفته ای ۵۰ عدد از این ژنراتورها در بخش رادیوایزوتوپها تولید و به مراکز پزشکی هسته ای کشور فرستاده می شود. این در حالی است که ما تنها کشور تولید کننده این نوع ژنراتور در منطقه هستیم.
ب) کیت های رادیو دارویی
این کیت ها به روش فرمولاسیون و سنتز تهیه شده و از تکنولوژی خاصی برخوردار است. در طول چند سال اخیر، این امکان فراهم شده است که بیش از ۱۵ کیت مختلف پس از طی مراحل پژوهش، توسعه، کنترل کیفیت و بررسی های مختلف بر روی حیوان به صورت کلینیکی و پاراکلینیکی به تولید انبوه برسند.
نام کیت های تولید شده:
MIBI, MSA, DMSA, GHA, EHIDA, DTPA, MDP, PHYTATE, HMPOA, MAG3, EC, ECD, MERBROFENINE, RBC, SNC12, PY, TINCOLLOID, SNC12, PYP, TINCOLLOID.
کیت های یاد شده در شرایط سترون، عاری از پیروژن (تب زایی)

و به صورت خشک (لیوفیلیزه) در شرایط و محیط آزمایشگاه تمیز و استریل تهیه می شوند و دارای جذب بسیار زیاد در ارگانهای مختلف مورد نظر بدن هستند.
کیت های فوق الذکر همگی به تولید انبوه رسیده و به مراکز پزشکی هسته ای کشور ارسال می شوند. کیت های مزبور همراه با تکنسیم m – 99 برای سنتی گرافی از
اندام های مختلف از راه وریدی وارد بدن شده و در تشخیص بیماریهای مختلف کمک بزرگی به پزشکان می نمایند.
پ – ید ۱۳۱
این رادیودارو به صورت یدور سدیم در کپسول های خوراکی برای درمان و تشخیص و یا به صورت محلول برای درمان (تراپی) تولید می گردد. این ماده پرتوزا از طریق پرتودهی اکسید تلور در راکتور به مدت یک هفته و به روش تصعید به کمک کوره حرارتی در سیستم کاملا بسته و حفاظت شده، تولید می شود. تولید این ماده پرتوزا در حال حاضر بیش از نیاز کشور می باشد و امکان صادرات آن به هر مقدار به خارج از کشور وجود دارد. این ماده پرتوزا دو بار در هفته تولید شده و یا برنامه ریزیهای انجام شده، در زمان مقرر به مراکز پزشکی هسته ای کشور می رسد.
تولید چشمه های صنعتی
چشمه های پرتوزای ایریدیوم – ۱۹۲
چشمه های ایریدیوم – ۱۹۲ به صورت دیسک (Pellet) و به ابعاد بسیار کوچک دریافت می شوند. هر سه یا چهار دیسک در ظرف کوچک فولادی قرار داده می شود به نحوی که پرتوزایی آن در سطح ۷۰ تا ۷۵ کوری باشد. پس از انجام جوشکاری پیشرفته، کنترل کیفیت و انجام بازرسی های صنعتی در ظرفهای مخصوص قرار داده شده، پرس گردیده و تحویل مراکز رادیوگراف می گردند تا برای بررسی جوشکاری لوله های نفت و گاز به کار گرفته شوند. لازم به ذکر است که ارائه این چشمه ها به صنعت ایران گام قابل توجهی در جهت خودکفایی و صرفه جویی ارزی به حساب می آید و امید است که در ظرف چند سال آینده تمام مراحل تولید این چشمه در کشور صورت گرفته و امکان صادرات آن نیز فراهم آید.
چشمه های دیگر صنعتی
این چشمه ها که میزان پرتوزائی آنها چند صد میلی کوری است، کاربردهای صنعتی در سطح سنجی، ضخامت سنجی و دانسیته سنجی دارند. ضمنا از این نوع چشمه ها می توان در بررسی های مختلف مانند آنالیزهای شیمیائی، ردیابی، عیب یابی، و بر

رسی ترک های موئین نیز استفاده کرد.
چشمه های بتالایت
تهیه و تولید چشمه های نورانی بتالایت برای استفاده صنایع به ویژه صنایع نظامی، فرودگاهها، سیستمهای اپتیکی از جمله دوربین ها صورت می پذیرد. این لامپ های نورانی با استفاده از گاز تریسیم تهیه می شوند. با انتقال تکنولوژی و فراهم آوردن زیربنای فنی و دانش علمی لازم امکان تولید انواع مدل های این لامپ های نورانی فراهم است. طراحی، ساخت، نصب، بهره برداری و خدمات پس از تحویل سیستم های مختلف با استفاده از چشمه های پرتوزا که در زمینه های مختلف کاربردهای متعدد دارند از دیگر خدمات ارائه شده مرکز تحقیقات هسته ای سازمان انرژی اتمی می باشد. استفاده از این چشمه های پرتوزا در نشت یابی لوله های نفتی مسلما اثر اقتصادی و فنی وسیعی در بر دارد.
الف) بخش تحقیقات و کارگردانی راکتور
مهمترین ابزار علمی این بخش، یک راکتور تحقیقاتی ۵ مگاواتی از نوع استخری می باشد. با توجه به تسهیلات تابش دهی که شامل ۷ کانال پرتونوترونی و دو سیستم پنوماتیک می باشد، راکتور قادر است امکان تحقیقات پایه در زمینه فیزیک راکتور، فیزیک نوترون و اثر متقابل نوترون با ماده را ارائه نماید. سرویس دهی راکتور در تهیه برخی از رادیو ایزوتوپها برای مصارف پزشکی، صنعت و کشاورزی و نیز آنالیز به روش فعال سازی نوترونی وتربیت نیروی انسانی می باشد. عملیات ساختمانی راکتور مرکز تحقیقات هسته ای در تاریخ ۳۰/۹/۱۳۴۰ آغاز گردید و در تاریخ ۴/۹/۱۳۴۶ فعالیت این راکتور با هدف تحقیقات بنیادیو تولید رادیوایزوتوپهای مورد نیاز در پزشکی، کشاورزی و صنعت و همچنین آموزش نیروی انسانی رسما آغاز گردید.
فعالیتهای مربوط به راکتور به صورت پراکنده و بسیار ضعیف انجام گرفت و نیاز کشور را به رادیوایزوتوپها به ویژه رادیو داروها تامین نمی نمود و کلیه این فرآورده های حیاتی از کشورهای صاحب تکنولوژی وارد کشور می شد. پس از پیروزی انقلاب اسلامی برنامه ریزی دقیقی در راستای استفاده بهینه از راکتور به عمل آمد و با پیگیری و جدیت و جهت دهی صحیح مسئولین محترم سازمان انرژی اتمی حرکت همه جانبه ای در جهت هرچه فعالتر نمودن راکتور آغاز گردید. ولی متاسفانه در طول مدت هشت سال دفاع مقدس فعالیت راکتور بر حسب شرایط موجود با راندمان کم دنبال گردید. پس از پایان جنگ تحمیلی پیشرفت و پیشبرد فعالیتهای راکتور تحقیقاتی در زمینه های کاری مربوط به طور چشمگیری افزایش یافت.
در سال ۱۳۶۷ واحد جنوبی سیستم تابش دهی پنوماتیک به

طول ۸۰۰ متر تا مرکز تابش گاما ادامه داده شد که کارشناسان آن مرکز بتوانند مستقلا و مستقیما نمونه های پژوهشی خود را جهت پرتودهی به قلب

راکتور فرستاده و دریافت نمایند.
در سال ۱۳۷۱ مبدلهای حرارتی که یکی از سیستمهای مهم مربوط به خنک کننده های راکتور می باشند، توسط کارشناسان و تکنسین های بخش تعویض گردید. نظر به مدت زمان طولانی استفاده از سوخت موجود و اشکالات مربوطه، امکان افزایش قدرت راکتور تحقیقاتی و افزایش مدت کارکرد آن وجود نداشت و لذا شرایط راکتور جوابگوی نیازهای تحقیقاتی و

تولید رادیو ایزوتوپها نبود با پیگیری و پشتکار مدبرانه مسئولین سوخت راکتور در سال ۱۳۷۲ تعویض گردید. کلیه مراحل تعویض و تبدیل سوخت و همچنین انجام تغییرات لازم در سیستم میله های کنترل و مکانیزمهای آن با همکاری و مشارکت کارشناسان و تکنسین های فنی بخش تحقیقات و کارگردانی راکتور به مرحله اجرا درآمد.
ب ) بخش فیزیک هسته ای
عمده فعالیت های آزمایشگاه و اندوگراف حول شناب دهنده متمرکز است. آنالیز مواد به کمک روشهای هسته ای بالاخص روش پیکسی (pixe) و روش پس زنی رانرفورد (RBS) مورد استفاده قرار می گیرد. ایجاد یک آزمایشگاه تکنیک خلاء و تعمیر آشکار سازهای ژرمانیوم ابر خالص (Hp Ge)، تعمیر و راه اندازی سیستم شمارش آنتی کامپتون، بررسی پدیده شکافت با پرتونونهای Mev 30 = E در سیکلوترون مرکز کرج‏‏، بررسی واکنشهای هسته ای روی تراز ایزومری Al26‏ خدمات باستان سنجی و حفظ و مرمت آثار فرهنگی تاریخی نیز از فعالیت های این بخش است.
ج ) بخش فیزیک نوترون
در قسمت فیزیک نوترون، فعالیتهای ساخت حفاظ برای سیستمهای دیفراکتومتر نوترونی و رادیوگرافی نوترونی‏ همکاری و انجام پروژه های مشترک با مرکز تحقیقات و تولید سوخت هسته ای اصفهان‏، بررسی ساخت سیستم گرداننده نمونه در قلب راکتور، طرح ساخت رابیت، انجام آنالیز به روش NAA به صورت کمیو کیفی برای نمونه های بیولوژیکی و ژئولوژیکی‏، راه اندازی و استفاده از کدهای کامژیوتری مانند MCNP و HEPRO و آنالیز نمونه های مرکب و کاغذ قدیمی به روش پیکسی انجام می شود.
د) بخش الکترونیک
فعالیتهای پژوهشی بخش الکترونیک شامل تکمیل طرح منبع تغذیه H.v، تکمیل طرح آمپلی فایر حساس به بار‏ بررسی آمپلی فایر کانال لگاریتمی راکتور، طراحی و ساخت سیستم مونیتور دستی، طراحی و ساخت دستگاه ضخامت سنج هسته ای ، طراحی و ساخت دستگاه اندازه گیری خلاء با کاتود سرد و دستگاه کنترل حرارت سیستم سنتز بنزین و … می باشد.

ه) بخش فیزیک بهداشت
فعالیت های پژوهشی، علمی و فنی فیزیک بهداشت شامل کنترل و نظارت بر کلیه فعالیت های هسته ای، حضور مداوم در مرکز کنترل راکتور در هنگام کار، مشاوره و مشارکت در نصب سیستمهای ایمنی هسته ای، نظارت و کنترل راکتور در هنگام کار، مشاوره و مشارکت در نصب سیستم های ایمنی هسته ای، نظارت و کنترل بر کار تهیه انواع رادیوداروها، نظارت و کنترل مراحل ساخت چشمه های صنعتی از قبیل ایریدیوم – ۱۹۲ و کبالت – ۶۰ و سزیوم ۱۳۷- همکاری با گروه پسمانداری، کنترل پرتوگیری کلیه کارکنان و … می باشد.
و) بخش حالت جامد
فعالیت های گروه حالت جامد شامل تهیه لایه نازک شفاف و رسانا از اکسید قلع و ایندیوم به روش غوطه وری شیمیائی، تهیه سرامیک PZT،‌ مطالعه تعیین س

اختار آلیاژهای فلزات شیشه ای از حالت بی شکل به کریستال، رشد بلورKCI ، تولید اشعه یونی با جریان بالا و پروژه رشد کریستالهای سدیم آیداید دوپ شده می باشد.
ز) بخش طراحی و ساخت
فعالیت های بخش طراحی و ساخت شامل طراحی و ساخت شیوه های یونیورسال، ساخت دستگاه X-Ray برای کاربری در دندانپزشکی، ساخت آشک

ار ساز L.S.L برای اتصال به دتکتور و اتصال لوله هدایت کننده جریان است.

ح) بخش شیمی تجزیه
فعالیت های شیمی تجزیه شامل تشخیص و تعیین مقدار عناصر سمی کم مقدار در خون و مواد بیولوژیکی بدن انسان، مواد معدنی و آلی ، افزودنی های مواد غذایی و آشامیدنی، انواع کودهای شیمیائی و گازهای صنعتی و … می باشد.
مرکز تحقیقات کشاورزی و پزشکی هسته ای کرج
این مرکز در زمینی به مساحت ۱۰۰ هکتار در شمال کرج قرار گرفته و در زمینه استفاده از پرتوها در امور کشاورزی و پزشکی فعالیت می نماید:
بخش کشاورزی هسته ای
– بررسی استفاده از موتاژن فیزیکی پرتوگاما در ایجاد تنوع ژنیتیکی در گیاه برنج (موتاسیون بریدینگ، به منظور ایجاد جهش و تنوع ژنتیکی در ساختار توارثی نباتات، این روش سالیان درازی است که در عرصه به نژادی مورد استفاده قرار می گیرد).
– استفاده از پرتوتابی به منظور افزایش تنوع ژنتیکی برای ایجاد لینه های مقاوم به خوابیدگی و زودرسی و بیماری بلاست در ارقام برنج.
– بررسی مقدماتی موتانتهای خالص سویا.
– تهیه لاینهای پاکوتاه و متحمل به بلاست از بعضی ارقام پا بلند محلی در برنج.
– القای موتاسیون در نارنگی به منظور تنوع ژنتیکی در جهت تولید موتانتهایی با صفات کیفی برتر.
– استفاده از آب و خاک شور در کشاورزی پایدار به کمک تکنیکهای هسته ای.
– بررسی امکان ایجاد موتاسیون با به کارگیری پرتوی گاما برای تولید لاینهای مقاوم به بیماری پژمردگی در ارقام نخود ایرانی.
– ایجاد لاینهای زودرس و مقاوم به ریزش در کنجد.
– اثر پرتوگاما در افزایش تولید جوجه های گوشتی.
– استفاده از روش پرتودهی به منظور جلوگیری از ضایعات محصولات کشاورزی و مواد غذایی اولیه تبدیلی.
بخش سیکلوترون
این بخش در زمینه پرتودهی و تولید رادیوایزوتوپهای گوناگون با پروتون و دوترون و نشاندار کردن ترکیبات در پزشکی هسته ای فعالیت می نماید.
از پژوهش های مهم در این زمینه تعمیر دستگاه جوش TIG مرکز، ساخت کویل مسی RF سیکلوترون به روش انجماد، تولید رادیوداروها، مانند: تالیوم ۲۰۱ – گالیوم ۶۷، کریتیون m 81، تولید رادیوداروی کربن – ۱۱ ، تهیه کمپلکس Io-Oxine 111 برای نشاندار کردن پلاکتها و گلبولهای سفید و نشاندار کردن مواد آلی با کربن ۱۴ است.
بخش مواد هسته ای
فعالیت های پژوهشی بخش مواد شامل موارد زیر می شود:

 

استخراج زیرکانیوم و طراحی و ساخت غلاف سوخت از جنس زیرکالوی، طراحی و ساخت تیوبهای سرامیکلی آلومینایی، پروژه نوترون اتورادیوگرافی، طراحی و ساخت کامپوزیست های زمینه فلزی با (MMC)، ساخت دزیمترهای تومولومینسانس از نوع GaSo4 : DY بررسی و ساخت آهن ربای دایمی سری ALNICO.
بخش دزیمتری استاندارد یا S.S.D.L
بخش دزیمتری استاندارد مجهز به یک دستگاه Co-60 و یک دستگاه ماشین مولد اشعه X به قدرت ۲۵۰ کیلو وات است و این دستگاه در ساختمانی با دیواره های دارای حفاظ مناسب قرار دارد و کارشناسان آن، کلیه مراکز درمانی کشور را از نظر خروجی پرتوها و دستگاه های اندازه گیری آنها بازرسی و دستگاههای مربوط را طبق استانداردهای بین المللی کالیبره می نمایند. ضمنا کلیه مراکز صنعتی، پزشکی، تحقیقاتی که در سطح کشور به نوعی با پرتوهای یونساز کار می کنند، دستگاههای سنجش پرتو خود را به این بخش ارسال می نمایند تا طبق استانداردهای بین المللی کالیبره شوند.
مرکز تحقیقات و کاربرد لیزر
در این مرکز فعالیت های ایجاد لیزرهای پرقدرت ( ایگزایمر)، نظیر برهمکنش لیزرهای ایگزایمر بر ماده، طراحی و ساخت لیزر دای گومارین با دمش لیزراگزایمر KrF، لیزر اتمی فلورین فشار ژایین و نیز لیزر پر قدرت۱۰۰۰w) CO2) ساخت لیزر بسته گاز کربنیک با توانهای خروجی ۱۰w و ۲۰ W و همچنین لیزر سینتیک در جهت مطالعه کاواک ناپایدار و لیزر رزینه ای با دمش توسط لیزر بخار مس، توسعه لیزر نیتروژن با تخلیه اثر کورونا و بالاخره لیزر پلیمر و نیمه هادی و لیزر هلیوم نئون و طرحهای هولوگرافی انجام می شود.
بخش تحقیقات طیف نگاری
فعالیتهای انجام شده در این مرکز به صورت زیر می باشد:
– تولید انبوه لیزرهای پژوهشی
– تولید قطعات اپتیکی و الکترواپتیکی از قبیل انواع آینه ها، فیلترها، لنزها، عدسیها، منشورها و پلاریزورها که در ساخت لیزر به کار می روند.
– رشد بلورهای گوناگون ( YAG، کرومیوم یاگ، نئودیوم یاگ سفایر، یاقوت …) که در ساختمان های لیزرهای فعلی و یا نسل آینده به کار خواهد رفت.
– ساخت لیزرهای پژوهشی حالت جامد.
مراکز تحقیقات و کاربرد پرتوهای یونساز:
مرکز تابش گاما
این مرکز در راستای مسوولیتهای تحقیقاتی خود در تعیین دز سترونی و ضد عفونی، کنترل کیفی میکروبی محصولات یکبار مصرف پزشکی، مواد بسته بندی شده و انواع گیاه داروها و ادویه جات را تابش دهی، سترونی و ضد عفونی می کند. مرکز تابش گاما در زمینه اندازه گیری پارامترهای زیست محیطی نیروگاه بوشهر و نیز اندازه گیری ذرات معلق در هوای شهر تهران، تحقیقاتی انجام داده است.
مرکز تحقیقات و کاربرد پرتو فرآیند یزد

هدف اصلی این مرکز ایجاد تاسیسات پرتودهی با استفاده از شتاب دهنده های الکترون و کاربرد آن در صنایع، تحقیقات و علوم دیگر است.
در این مرکز یک شتاب دهنده پر قدرت الکترون با انرژی ۱۰ میلیون الکترون ولت و توان ۱۰۰ کیلو وات نصب و راه اندازی شده است و تحقیقات گسترده ای در زمینه پرتوفرآوری مواد مختلف، از جمله مواد پلیمری در دست انجام است که اهمیت خاصی در صنعت پلیمر کشور دارد.
مرکز تحقیقات بناب
در این مرکز نیز ساخت و طراحی لیزر بودن آرگون، بررسی مسایل زیست آرتمیا در دریاچه ارومیه و ایجاد موتاسیون در آن و تولید تایروترون، جوشکاری پیشرفته مواد فلزی به غیر فلز، ساخت سنسورهای حرارتی، ساخت تویپ اشعه x و طرح کاربرد بهینه سازی سیستم لایه نشانی نایلون برای پوششهای بسته بندی و چاپ انجام می شود.
بخش تحقیقات گداخت هسته ای
اولین دستگاه تهیه پلاسمها در سال ۱۳۷۴ بوسیله دستگاه توکامک دماوند T.V.D راه اندازی و در سال ۱۳۷۷ مشکلات آن بر طرف و با تجهیزات کاملتری برای به دست آوردن نتایج بهتر آماده گردید.
دومین دستگاه تهیه پلاسما توکامک الوند است که از اوایل سال ۱۳۷۷ راه اندازی و با پیشبرد و طرح « مطالعه پلاسمای حواشی توکامک الوند » به فعالیت های خود ادامه
می دهد.
در طرح اول نتایج به دست آمده از آزمایشها مورد بررسی قرار گرفت و برنامه های کامپیوتری لازم برای پردازش نتایج نوشته شد و در طرح دوم سیستم سیم پیچهای چنبره ای توکامک Toroidal بهینه شد و اسکلت نگهدارنده بانک خازن Capacitor Bank میدان چنبره ای طراحی گردید.
اواخر سال طراحی یک توکامک کروی به نام «آفتاب» نیز مورد نظر قرار گرفت و نتایج خوبی به همراه داشت. علاوه بر این استفاده از پلاسما برای لایه گذاری در راستای فیلمهای Tl روی زیر لایه هایی از قبیل مس و برنج در دست مطالعه است و همچنین طراحی و ساخت سیستم Plasma Nitriding در حال انجام است که دارای کاربردهای تحقیقاتی و صنعتی فراوان می باشد.
مرکز توسعه انرژیهای نو
مرکز توسعه انرژیهای نو با ادامه خط مشی تولید برق از منابع تجدید پذیر، میزان تولید برق خود را تاکنون به ۴۲ میلیون کیلو وات ساعت رسانده است و در ادامه عملیات انتقال تکنولوژی به داخل کشور و ساخت داخل تجهیزات نیروگاههای انرژی های نو فعالیت می نماید. ایجاد نیروگاههای بادی منجیل، و النصر رودبار و الفتح هرزویل، اقدام به اجرای پروژه راکتور بیوگاز در ساوه، مطالعه طرح تولید برق ژئوترمال، ساخت تجهیزات نیروگاههای خورشیدی فتوولتائی برای توسعه نیروگاه خورشیدی دربید یزد و نیروگاه سر کویر حسینیان – معلمان و جهرم نیز از تلاشهای این مرکز است.
در سیاست های جدید توسعه اقتصادی جمهوری اسلامی ایران، استراتژی تولید برق از منابع تجدید پذیر به علت موقعیت خاص جغرافیائی کشور و دور

 

ی از وابستگی به نفت و سایر سوخت های فسیلی مد نظر قرار گرفته است.
این مرکز با تکیه بر تجربیات گذشته در خصوص ساخت توربین های بادی در سال ۱۳۷۳ اولین گام در خصوص ایجاد نیروگاه برق بادی در ناحیه بادخیز منجیل و رودبار را برداشت که حاصل آن احداث دو واحد نمونه ۵۰۰ کیلوواتی در این دو ناحیه بود. هدف اصلی احداث این دو واحد نمونه، ایجاد باور تولید برق از انرژی بادی در ایران بود.
طی سالهای بعد، پس از عقد قرارداد انتقال تکنولوژی و خرید تجهیزات خارجی، این مرکز توانست مرحله احداث ۲۷ واحد نیروگاه برق بادی را در مدتی کمتر از ۳ سال با انتقال بیش از ۵۰ درصد تکنولوژی و ساخت تجهیزات نیروگاههای برق بادی در داخل کشور و مونتاژ کامل، نصب و راه اندازی توسط متخصصان مرکز عملی نماید و تاکنون ۲۶ واحد از این توربین ها که از انواع ۳۰۰ و ۵۵۰ کیلو واتی هستند در محدوده شهر منجیل، ارتفاعات رودبار و ناحیه هرزویل نصب و راه اندازی شده اند. با احداث نیروگاههای برق بادی ضمن تزریق برق به شبکه سراسری، برق مورد نیاز سه شهر منجیل، رودبار و لوشان تامین گردیده است.
با نصب نیروگاههای فوق، این مرکز توانسته است، سالیانه از سوختن حدود یازده میلیون و سیصد و پنجاه هزار لیتر نفت جلوگیری به عمل آورد.
به طوری که اگر نفت بشکه ای ۲۰ دلار باشد، با انجام پروژه فوق سالیانه بالغ بر یک میلیون و هشتصد هزار دلار صرفه جویی ارزی خواهد شد.
هم اکنون این مرکز با عقد قرارداد و ادامه ساخت داخل تجهیزات نیروگاه یکصد مگاواتی برق بادی به سرعت به سمت توسعه بهره گیری از این منبع مجانی و غیر آلاینده پیش می رود.
مرکز توسعه انرژیهای نو سازمان انرژی اتمی ایران در زمینه تولید برق از دیگر منابع تجدید پذیر فعالیت چشمگیر داشته است. در این راستا اولین نیروگاه تحقیقاتی فتوولتایی خورشیدی را در روستای دربید یزد، در آبان ماه سال ۱۳۷۲ و دومین نیروگاه تحقیقاتی فتوولتائی خورشیدی را به ظرفیت ۲۷ کیلو وات در روستای حسینیان و معلمان در منطقه کویری سمنان راه اندازی کرده و کار توسعه این نیروگاهها را بر عهده دارد.
در زمینه بیوگاز نیز یک واحد نمونه راکتور بیوگاز به حجم ۶۵ متر مکعب در مرکز آموزش کشاورزی ماهدشت کرج و یک راکتور بیوگاز به حجم ۱۳ متر مکعب به صورت پایلوت برای شرکت خدماتی کیش طراحی و احداث کرده و همچنین با اجرای طرح نمونه تولید برق از راکتور بیوگاز با استفاده از فاضلابهای شهری که هم اکنون بیش از ۵۰ درصد پیشرفت فیزیکی داشته، امید می رود این منبع جدید را نیز به منابع تولید انرژی برق کشور بیافزاید و بالاخره این مرکز با ارایه طرح تولید برق از منابع ژئوترمال سبلان و خوی بررسی های زمین شناسی، ژئوفیزیکی و ژئوشیمیائی و نیز حفر گمانه های اکتشافی را در این زمینه انجام داده است که پیش بینی می شود تا میزان ۲۰۰ مگاوات برق از مخازن زمین گرمایی خوی و سبلان برای کشور تامین گردد.
معاونت تولید سوخت هسته ای
تعیین خط مشی و اتخاذ سیاستهای مناسب در زمینه های اکتشاف مواد رادیواکتیو، استخراج مواد معدنی، استحصال و انجام عملیات تغلیظ تا مرحله تولید کیک زرد، تحقیق و توسعه در زمینه چرخه سوخت هسته ای ، امکان تولید و تامین بخشی از مواد اولیه مورد نیاز در تهیه سوخت هسته ای به منظور پشتیبانی از نیروگاههای هسته ای کشور و مدیریت پسمانهای هسته ای تولید شده در کشور از اهم وظایف این معاونت می باشد.
مدیریتهای معاونت تولید سوخت هسته ای :
امور اکتشاف و استخراج
این مدیریت در زمینه انجام عملیات مختلف اکتشاف هوایی، اکتشافات سطح الارضی، تحت الارضی، مطالعات بهره برداری، توسعه و تجهیز ذخایر معدنی، نظارت بر تهیه نقشه های رادیومتری، مغناطیس سنجی، توپوگرافی، زمین شناسی و مقیاسهای مختلف بر حسب ضرورتهای مترتب بر نوع فعالیتها و انجام مطالعات ژئوشیمیایی، ژئوفیزیکی، زمین شناسی، پتروگرافی، مینرالوژیکی، حفاری، آزمایشگاهی مربوط و تلفیق کلیه اطلاعات موجود به مناطق اکتشافی اورانیوم فعالیت می نماید و علاوه بر آن مطالعه و تعیین پارامترهای اکتشافی کانسارها از قبیل ذخیره، عیار و قابلیت بهره دهی از نظر پارامترهای اقتصادی در مراحل استخراج و فرآوری، انجام کلیه عملیات استخراج سنگهای معدنی اورانیوم چه به صورت روباز و چه به صورت زیرزمینی به عهده این امور می باشد.

مرکز کانه آرایی
با توجه به روند افزایش فعالیتهای اکتشافی در سطح کشور، این مرکز به منظور دست یابی به تکنولوژی لازم و انجام پژوهشهای بنیادی در زمینه چگونگی استحصال اورانیوم از سنگ های اورانیوم دار معادن ایران و همچنین استحصال اورانیوم از اسید فسفریک و ایجاد امکان تامین بخشی از مواد اولیه مورد نیاز در تهیه سوخت هسته ای فعالیت می نماید. در این رابطه ایجاد یک یا چند کارخانه نیمه صنعتی و صنعتی برای استحصال، تصفیه و تغلیظ اورانیوم از سنگ معدن تا تولید کیک زرد به منظور استفاده در تکنولوژی هسته ای برای مصارف صلح آمیز به عهده این مرکز می باشد.
مرکز تحقیقات و تولید سوخت هسته ای اصفهان
فعالیت های عمده این مرکز بر روی تحقیق و توسعه در زمینه چرخه سوخت هسته ای متمرکز شده و علاوه بر آن تامین بخشی از سوخت سالیانه واحد یکم نیروگاه اتمی بوشهر و راکتورهای تحقیقاتی به عهده این مرکز است.
دفتر پسمانداری
این دفتر مسولیت جمع آوری، کنترل، نظارت، نگهداری، آمایش، انتقال و دفع پسمانهای مراکز پزشکی هسته ای و صنعتی، مراکز تحقیقات هسته ای و نیروگاه اتمی بوشهر را بر عهده دارد و موظف به نظارت کامل بر تولید پسمان، بر اساس ضوابط آژانس بین المللی انرژی اتمی و مقررات قانون حفاظت در برابر اشعه در جلوگیری از پراکندگی و پخش پسمانهای پرتوزا در محیط زیست و اطمینان بخشیدن به حفظ سلامت محیط زیست می باشد.

آزمایشگاههای جابربن حیان

این آزمایشگاهها به منظور پشتیبانی از انجام پروژه های تحقیقاتی سازمان تاسیس شده و در حال حاضر در زمینه های سالیابی عناصر و آنالیز مواد با استفاده از روش های پیشرفته، آنالیز مواد برای شناسایی و اندازه گیری عناصر کم مقدار در نمونه های بیولوژیکی، اندازه گیری نمونه خون، ارائه خدمات به مراکز علمی و تحقیقاتی و صنعتی و همچنین تحقیقات بنیادی هسته ای فعالیت می نماید.

معاونت نظام ایمنی هسته ای کشور
بهره برداری از نیروگاهها و تاسیسات هسته ای و نیز تجهیزات و دستگاه هایی که در صنعت، پزشکی و کشاورزی از انواع پرتوها استفاده می کنند خطراتی را در بر دارد. به منظور پیشگیری از این خطرات که می تواند سلامتی مردم را تهدید کند و انجام نظارت ها و بازرسی های فنی لازم، در کلیه کشورها، ارگانی به نام « نظام ایمنی هسته ای » تشکیل شده است و در ایران معاونت نظام ایمنی هسته ای کشور این سازمان، مسئولیت اجرای آن را به عهده دارد. این معاونت باید استانداردها، مقررات، آئین نامه ها و دستور العمل های لازم را در کلیه زمینه های ایمنی تاسیسات هسته ای و حفاظت در برابر پرتوها تهیه کرده و بر اجرای آن نظارت کند.
نظام ایمنی هسته ای با چهار مدیریت وظایف خود را انجام می دهد.
دفتر امور ایمنی هسته ای کشور
بهره برداری از نیروگاههای هسته ای همانند دیگر صنایع پیشرفته خطرات بالقوه ای برای افراد و محیط زیست در بر دارد. مقایسه این مخاطره با دیگر خطرات ناشی از استفاده بشر از تکنولوژی پیچیده، نشان می دهد که سهم نیروگاههای هسته ای درصد بسیار کمی از سوانحی که به انسان آسیب رسانیده، را داراست.
یکی از دلایل این امر توجه زیاد طراحان، سازندگان، بهره برداران و مراجع قانونی و نظارتی نسبت به ایمنی تاسیسات مذکور و وجود تدابیر پیش بینی شده در ساخت نیروگاهها برای پیشگیری از رخداد حوادث در مرحله اول و کاهش صدمات ناشی از وقوع احتمالی حوادث هسته ای در مرحله دوم است. ساخت و بهره برداری از تاسیسات هسته ای در سطح بین المللی و در هر کشور عضو آژانس بین المللی انرژی اتمی مشمول ضوابط و مقررات ویژه ایمنی هسته ای و نظارت مستمر قانونی بر کلیه فعالیت ها در مراحل انتخاب محل، طراحی، ساخت قطعات و تجهیزات، احداث، راه اندازی، بهره برداری و از کار اندازی تاسیسات فوق الذکر است.
کسب اطمینان از سطح ایمنی کافی نیروگاهها و کلیه تاسیسات هسته ای دیگر و به حداقل رسانیدن مخاطرات احتمالی آنها و همچنین اطمینان از وجود حفاظت های فیزیکی کافی برای کارکنان این تاسیسات، مردم و محیط زیست و صدور مجوزهای لازم در تمام این مراحل از جمله وظایف دفتر امور ایمنی هسته ای کشور می باشد.
امور حفاظت در برابر اشعه
گسترش و کاربرد روز افزون انواع پرتوها در رشته های مختلف صنایع، علوم پزشکی، کشاورزی و آموزش و پژوهش اجتناب ناپذیر است. این گونه پرتوها از منابع پرتوزای طبیعی و یا مصنوعی گسیل شده و در بسیاری از فعالیتهای روزمره کار و زندگی بشر، نقش اصلی را ایفا می نمایند. با وجود اینکه کاربرد پرتوهای یونساز و غیر یونساز در امور مختلف بسیار مفید و در پاره ای از موارد منحصر به فرد است لیکن عدم رعایت نکات ایمنی می تواند خطرات جدی برای کارکنان، مردم ، محیط زیست و حتی نسل های آینده به همراه داشته باشد.
کاربرد مواد پرتوزا و دستگاههای یونساز در زمینه های گوناگون در هر کشور در صورتی قابل توجیه است که تشکیلاتی معتبر و مقتدر با پشتوانه علمی لازم وجود داشته باشد و بتواند با تدوین مقررات، ضوابط، آئین نامه ها و استانداردهای

حفاظت در برابر اشعه، نظارت و کنترل کامل در کلیه مراحل توزیع، کاربرد، مصرف و پسمانداری این مواد را اعمال نماید.
سیاست کلی امور حفاظت در برابر اشعه عبارتست از اجرای قانون حفاظت در برابر اشعه، مصوب مجلس شورای اسلامی و سایر ضوابط و مقررات بین المللی در تمامی مراکز کاربرد پرتوها در کشور، نظارت و کنترل و کسب اطمینان از کاربرد صحیح آن و در نهایت پیشگیری از اثرات سوء بیولوژیکی و زیست محیط ناشی از کاربرد پرتوها. د

ر این راستا همواره حفاظت کارکنان، مردم، نسل های آینده و به طور کلی محیط زیست در برابر اثرات زیان آور پرتوها و همچنین ایجاد فرهنگ کنترل کیفی در کار با پرتوها سرلوحه تلاش تمامی پژوهشگران، دست اندرکاران و متخصصان این امور بوده است.
مرکز تکنولوژی حفاظت و ایمنی هسته ای
این مرکز به منظور ارائه خدمات و پژوهش در زمینه های ایمنی تاسیسات هسته ای و توسعه تکنولوژی ایمنی پرتوها تشکیل شده و شامل سه بخش تکنولوژی ایمنی تاسیسات هسته ای، توسعه تکنولوژی ایمنی پرتوها و خدمات حفاظت در برابر پرتوها است.
بخش تکنولوژی ایمنی تاسیسات هسته ای به ۳ گروه پژوهش های مربوط به ایمنی طراحی ساخت و بهره برداری، توسعه استانداردهای ایمنی هسته ای و بهبود روش ها، بررسی حوادث هسته ای و ارزیابی آنها تقسیم می شود.
بخش توسعه تکنولوژی ایمنی پرتوها شامل ۳ گروه است: گروه مطالعات پرتوهای طبیعی بالا (رامسر)، گروه طراحی و ساخت سیستم های حفاظت در برابر پرتوها و گروه فیزیک پرتوها.
بخش خدمات حفاظت در برابر پرتوها گروههای امور کنترل آلودگی هسته ای، خدمات حفاظت و کاربرد پرتوها و گروه پشتیبانی فنی را در بر می گیرد.
گروه امور کنترل آلودگی هسته ای که پس از حادثه چرنوبیل در کشور اوکراین به وجود آمد، وظیفه دارد که از مواد غذایی وارداتی نمونه برداری کرده و قبل از اینکه این مواد برای مصرف در داخل کشور توزیع شود. از عدم آلودگی آنها به مواد رادیواکتیو اطمینان حاصل نماید.
دفتر پادمان هسته ای ملی
از آنجائی که دولت ایران یکی از اعضای امضا کننده پیمان منع گسترش (N.P.T) سلاح های هسته ای است و بر اساس این پیمان آژانس بین المللی انرژی اتمی بر مواد هسته ای ویژه کشور (اورانیوم، پلوتونیوم و توریم) کنترل و حسابرسی و نظارت می کند، ضرورت دارد که دولت ایران با هدف پایبندی به تعهدات خود در پیمان مزبور، پادمان مواد هسته ای را در تمامی مراکز و موسسات هسته ای داخل کشور به اجرا در آورد.

 

پادمان مواد هسته ای به طور خلاصه عبارت است از اجرای عملیات حسابرسی با شمارش و کنترل مواد هسته ای، بازرسی مواد هسته ای ، نمونه گیری و نمونه برداری از عوامل محیطی و تست و آزمایش نمونه های تهیه شده است.
تمامی فعالیت های ذکر شده، باعث خواهد شد تا این گونه مواد همواره و به طور دقیق تحت نظر بوده و از محدوده کاربردهای صلح آمیز خارج نشوند و در معرض خطر دزدی، قاچاق و یا حمله های خرابکارانه قرار نگیرند تا در صورت بروز هر گونه حادثه ای ، اقدامات ایمنی و امنیتی مناسب انجام شود.
معاون برنامه ریزی، آموزش و امور مجلس
در سال ۱۳۷۸ در راستای پشتیبانی فعالیتهای سازمان و به منظور استقرار و تداوم نظام برنامه ریزی، تجهیز نیروی انسانی و اجرای برنامه های آموزشی مورد نیاز، (پشتیبانی علمی از گروههای تحقیقاتی، توسعه شبکه های اطلاع رسانی و همچنین انجام امور حقوقی و دعاوی مربوط به سازمان در مراجع حقوقی و داخلی و بین المللی، با تصویب سازمان امور اداری و استخدامی کشور) معاونت برنامه ریزی، آموزش و امور مجلس سازمان ایجاد گردید.
به طور کلی وظایف این معاونت در قالب سه دفتر و یک مرکز سازماندهی انجام می شود.
مرکز اطلاع رسانی و داده پردازی
وظایف این مرکز در دو بخش جداگانه اطلاع رسانی و داده پردازی انجام می گیرد.
بخش اطلاع رسانی
این بخش با هدف پشتیبانی از گروههای تحقیقاتی سازمان از نظر ارائه خدمات اطلاع رسانی و تجهیز پژوهشگران سازمان به آخرین داده های علمی و فنی موجود در سطح جهان انجام وظیفه می نماید، در طول سالهای قبل غنای مجموعه مدارک کتابخانه های زیر مجموعه بخش، در تهران، اصفهان، بوشهر و کرج بر اساس نیاز تخصصی جامعه استفاده کننده آنها و هماهنگ با پیشرفت فعالیتهای تحقیقاتی سازمان گسترش یافته است.
امکانات اطلاع رسانی
دامنه موضوعی مجموعه کتابخانه های بخش اطلاع رسانی شامل مدارکی در زمینه های موضوعی انرژی اتمی به طور کلی و تکنولوژی هسته ای به طور تخصصی می باشد. این مدارک به طور مستمر با همکاری و همفکری محققین و کارشناسان صاحبنظر سازمان از میان جدیدترین آثار منتشر شده در سطح داخلی و جهانی انتخاب و گردآوری می شود.
برنامه های اطلاع رسانی
از طرح های عمده می توان به زمینه سازی و اق

دام در جهت ایجاد مرکز ملی و منطقه ای اطلاع رسانی علوم و فنون هسته ای و نصب پایگاههای اطلاعاتی کتابخانه بر روی سیستم Web اشاره نمود.
بخش داده پردازی
این بخش در راستای وظیفه داده پردازی با ایجاد سیستم های اطلاعاتی مکانیزه به صورت گسترده و پیوسته و راه اندازی کامل سیستم اینترنت صوتی و تصویری، فراهم سازی بستر استفاده از خدمات نوین اطلاع رسانی را در سازمان بعهده دارد.
در شرایط فعلی امکانات بخش داده پردازی عبارتست از :
– امکان ارائه خدمات اینترنت به کارشناسان و محققین سازمان
– امکان ارائه خدمات پست الکترونیک به کلیه کارکنان
– بانک نرم افزار مرکزی سازمان
– کلاس های آموزش کامپیوتر
– سایت مرکز کامپیوتر برای استفاده کاربران
دفتر آموزش و تجهیز نیروی انسانی
یکی از جنبه های پویایی هر موسسه ای بخصوص موسسات تحقیقاتی به روز نگهداشتن اطلاعات تخصصی کارکنان آ‹ موسسه می باشد. با توجه به گستردگی علوم و تکنولوژی هسته ای و کاربردهای وسیع روزمره آن در تحقیقات، صنایع و پزشکی، فراهم آوردن امکانات لازم جهت شرکت کارشناسان و متخصصان سازمان در دوره های آموزشی، کارگاهها و سمینارهای علمی داخلی و خارجی به منظور ارتقاء سطح علمی آنان یکی از وظایف دفتر آموزش است و وظیفه دیگر آن جذب نیروهای متخصص و کارآمد برای تامین نیروی انسانی مورد نیاز واحدهای مختلف از جمله تامین نیروی متخصص کارآزموده برای دوران بهره برداری نیروگاه اتمی بوشهر است.
دفتر برنامه ریزی و مطالعات فنی و اقتصادی
وظیفه تهیه و تنظیم برنامه های بلند مدت، میان مدت و کوتاه مدت بخش انرژی اتمی و توجیه و دفاع از برنامه ها و طرحهای اجرائی سازمان در مراجع مسئول کشور به عهده این دفتر می باشد.
معاونت اداری و مالی
معاونت اداری و مالی در چارچوب تشکیلات مصوب دارای دو دفتر مستقل و سه اداره کل می باشد و در محدوده شرح وظایف، مسئولیت سیاست گزاری، نظارت، پشتیبانی و ارائه خدمات را تحت نظارت ریاست سازمان به عهده دارد.
ارائه خط مشی ها و روش های لازم در زمینه های تشکیلاتی، مالی، استخدامی و بودجه اعم از ریالی و ارزی، ارائه آئین نامه ها، دستور العمل ها و مقررات مورد نیاز جهت تصویب به مراجع ذیصلاح و فراهم کردن تسهیلات لازم جهت تسریع در فعالیتهای سازمان از وظایف این معاونت می باشد که با عنایت به بعد اجرایی و نظارتی آن قادر می گردد با شناسایی کاستی ها و نواقص در حوزه های گوناگون، ارائه پیشنهادها در جهت رفع آنها، ارزیابی و باز خورد اجرای قوانین و مقررات اعم از مصوبات مجلس و آئین نامه های داخلی و سایر قوانین در بهبود وضعیت سازمان و رشد منطقی آن به طور موثر ایفاد نقش نماید.
برخی از وظایف معاون اداری و مالی به شرح ذیل است:
– تعیین خط مشی لازم در جهت اجرای سیاستهای اداری و مالی
– ارایه و بررسی اظهارنظرها و پیشنهادات مربوط به مقررات مورد نیاز برای پیشبرد برنامه های مالی، اداری و استخدامی سازمان و نظارت بر اجرای صحیح آنها.
– نظارت بر اجرای کلیه قوانین و مقررات استخدامی، مالی و اداری خاص و عام بر حسب ارتباط با وظایف و عملیات سازمان .
– نظارت بر مصرف اعتبارات سازمان در حدود بودجه مصوب و مقررات مربوط به کنترل هزینه های جاری مستمر و اعمال تمهیدات در راستای سیاست های بودجه ای، مالی و اداری دولت در جهت استفاده بهینه از امکانات و سیاست صرفه جویی و صلاح.
– نظارت بر حسن اجرای کلیه وظایف مدیریت های تحت سرپرستی که این مدیریت ها عبارتند از: دفتر تشکیلات و روشها، اداره کل تدارکات و خ

دمات، اداره کل امور کارکنان، اداره کل امور مالی و دفتر بودجه.
پاره ای از وظایف این مدیریت ها عبارتند از:
– تنظیم چارت سازمانی و تشکیلات سازمان در حوزه معاونت های مختلف جهت هرچه بیشتر کارآمد کردن سازمان و چارچوب اهداف مصوب.
– پشتیبانی فنی و اجرایی پروژه ها و بهره برداری و اداره تاسیسات سازمان و ارائه خدمات متنوع در سطح سازمان به کارکنان و طرح های مصوب با هدف رفاه کارکنان و پیشبرد مقاصد.
– شناسایی و استخدام و بکارگیری کارکنان با هماهنگی بخش های دیگر سازمان، فراهم نمودن امکانات رفاهی و اداری ( کیفی و کمی) در راستای افزایش بهره وری و جذب نیروی انسانی کارشناس و مجرب.
– ارائه خدمات مالی و اقتصادی به کارکنان و بهینه سازی و چگونگی مصرف اعتبارات و تامین امکانات مورد نیاز سازمان.
– تنظیم بودجه سالانه، پی گیری تصویب بودجه، اخذ اعتبارات و تخصیص های مصوب.
– اخذ تسهیلات ارزی از بانکها، ارائه خدمات ارزی به پروژه ها و طرح ها ، سفارش کالا بر اساس درخواست ها، ترخیص کالا و عملیات گمرکی.
– ارائه خدمات لازم به پرسنل در زمینه ماموریت های داخل و خارج از کشور و فراهم نمودن مقدمات لازم.
معاونت نظارت و امور شرکت ها
با عنایت به اهمیت فعالیت های سازمان انرژی اتمی ایران، هم در بعد پروژه های تحقیقاتی و اجرائی و هم در سایر امور ستادی و ضرورت امر نظارت و کنترل بر این گونه امور، در اواخر سال ۱۳۷۸ مجموعه معاونت نظارت و امور شرکت ها در سازمان تصویب و ایجاد گردید.
این اقدام با هدف تمرکز مراکز نظارتی موجود همچون دفتر بازرسی، دفتر حراست و ایجاد دفاتر نظارت و کنترل امور شرکتها ساماندهی شده است.
حوزه ریاست
مسئولیت این حوزه مستقیما با ریاست سازمان بوده و شامل دفاتر پنج گانه امور بین الملل و نمایندگیهای خارج از کشور، مهندسی تاسیسات هسته ای، روابط عمومی، ریاست و هسته گزینش است. این دفاتر، بر اساس شرح وظایف مصوب خود، ریاست سازمان را برای نیل به اهداف سازمان یاری می نمایند.
دفتر مهندسی تاسیسات هسته ای
اهم وظایف این دفتر، تهیه طرحهای اجرایی بر اساس مطالعات و بررسی های انجام شده نسبت به اطلاعات کسب شده از واحدهای متقاضی، تهیه و تدوین بودجه مورد نیاز طرحها، انتخاب مشاوران، بررسی و مطابقت طرحها با اطلاعات ارایه شده، انجام مراحل مختلف مناقصه و تعیین پیمانکار، تنظیم و انعقاد قرارداد با پیمانکاران، بررسی صورت وضعیت های مشاوران و پیمانکاران، بررسی کلیه مسایل حقوقی، فنی و مالی در ارتباط با پروژه ها می باشد.
دفتر امور بین الملل و نمایندگیهای خارج از کشور
به طور کلی وظایف این دفتر عبارتند از:
– تنظیم سیاستها و برنامه های مربوط به روابط و همکاری های بین المللی با سایر سازمان های مشابه خارجی و ارتباط با وزارت امور خارجه برای تسهیل آن.
– نظارت و پیگیری بر حسن انجام وظایف دفاتر نمایندگی خارج از کشور.
– تهیه و تنظیم قراردادهای منعقده میان

 

سازمان با شرکتها و سازمانهای خارجی.
– جمع آوری و بررسی معاهدات بین المللی هسته ای و ارزیابی زمینه های لازم برای پیوستن جمهوری اسلامی ایران به آنها.
– اعزام مدیران و کارشناسان سازمان به خارج از کشور ( در قالب قراردادها، شرکت در دوره های آموزشی، بازدیدها و …) به منظور دستیابی به آخرین اطلاعات روز.
دفتر روابط عمومی
وظایف این دفتر توسط واحدهای زیر مجموعه آن شامل: ارتباطات، انتشارات و تشریفات انجام می پذیرد که اهم وظایف آن اجمالا به شرح زیر است:
– ایجاد ارتباط کارشناسانه و مستمر با ارگانها و نهادها و آحاد ملت به منظور آشنایی هرچه بیشتر آنان با فعالیتهای سازمان از طریق رسانه های جمعی، برگزاری نمایشگاهها و انجام بازدید ها و …
– کشف و شناخت آن دسته از اقدامات سازمان که در جهت منافع همگان است و تبلیغ این اقدامات.
– بررسی مسایل و مشکلات سازمان و ارایه همکاری های عملی برای اطلاع مدیریت سازمان.
– انجام کلیه امور چاپ و انتشارات سازمان.
– برگزاری مراسم در مناسبتهای مختلف، به منظور تعظیم شعائر انقلاب اسلامی.
– برگزاری جلسات پرسش و پاسخ میان مدیران سازمان و کارکنان به منظور افزایش اعتماد و ایجاد همبستگی سازمان.
– انتشار نشریه علمی و داخلی برای شناساندن هرچه بیشتر موقعیت سازمان به مخاطبان.
– ترتیب باید عالمان، دانشمندان، دانش پژوهان و دانشجویان از بخشهای مختلف علمی و پژوهشی سازمان که با توجه به این امر در سال ۷۸ حدود ۲۵۰۰ تن از دانش پژوهان
آزمون تئوری نسبیت : حق با انیشتین بود
دقیق ترین ژیروسکوپ جهان برای آزمایش تئوری اینشتین آماده شده است. یک فضاپیمای ناسا که برای آزمودن دو پیش بینی مهم تئوری نسبیت عام اینشتین طراحی شده است برای پرتاب در ماه جاری آماده می شود. ماموریت کاوشگر گرانش B Gravity Probe B mission از چهار ژیروسکوپ بسیار دقیق استفاده می کند تا تئوری اینشتین را که در سال ۱۹۱۶ ارائه شده است در بوته آزمونی دیگر قرار دهد. طبق این تئوری اینشتین، فضا و زمان در اطراف اجسام بسیار سنگین تغییر شکل یافته و خمیده
می شود. این ماموریت توسط ناسا طراحی شده است و مرکز مارشال اجرای آن را بر عهده دارد.
یک فضاپیمای ناسا که برای آزمایش دو پیش بینی مهم تئوری نسبیت عام آلبرت اینشتین طراحی شده است در تاریخ ۱۷ آوریل ۱۹ فروردین سال جاری از پایگاه نیروی هوایی واندنبرگ کالیفرنیا به فضا پرتاب می شود. ماموریت کاوشگر گرانش ناسا که GP_B نیز نامیده می شود، از چهار ژیروسکوپ بسیار دقیق استفاده می کند. این ژیروسکوپ ها در یک ماهواره ویژه در مداری به دور زمین می چرخند و دو قسمت از پیشگویی های غیرمعمول تئوری اینشتین را که در سال ۱۹۱۶ ارائه شده است عملاً مورد آزمایش قرار می دهند. در این تئوری اینشتین پیش بینی کرده است که فضا و زمان به دلیل وجود اجسام بسیار سنگین خمیده می شود. دو اثری که قرار است در این برنامه آزمایش شوند عبارتند از: اثر ژئودتیک (geodetic effect) که نشان دهنده میزانی از انحنای فضازمان اطراف زمین در حالت سکون و اثر کشش چارچوب frame dragging که نشان دهنده میزان کشش فضازمان اطراف زمین به دلیل چرخش آن است.
دکتر آن کینی (A.Kinney) مدیربخش اخترشناسی و فیزیک در دفتر علوم فضایی ناسا در واشنگتن می گوید: «کاوشگر گرانش B این توانایی را دارد که خواص بنیادین جهان نامریی را بر ما آشکار می سازد، جهانی که در مقایسه با انتظارهای روزمره ما بسیار عجیب و ناآشناست و اینشتین یک قرن پیش سعی کرد رازهای آن را بر ما آشکار سازد. آزمودن جنبه های اساسی تئوری اینشتین- مثل همین آزمایش هایی که GP_B انجام خواهد داد، اطلاعات بنیادی را برای پیشبرد علم فراهم خواهد آورد. نظیر چنین پیشرفت هایی پیش از این به طراحان کمک کرده است تا از دستاوردهای فناورانه برای طراحی ابزارهای مورد نیاز برای چنین ابزارهای فوق العاده دقیقی استفاده کنند».
وقتی که این فضاپیما در مدار قطبی زمین در ارتفاع ۶۴۰ کیلومتری زمین قرار گیرد، در هر ۵/۹۷ دقیقه از هر دو قطب زمین گذشته و یکبار زمین را دور می زند. در
برنامه ریزی های انجام شده درجه بندی و کنترل تجهیزات در مدار حدود ۴۰ تا ۶۰ روز طول می کشد و پس از آن دوره جمع آوری اطلاعات علمی فرامی رسد که حدود ۱۳ ماه است. GP_B برای آزمایش تئوری نسبیت عام، هر تغییری در محور چرخش ژیروسکوپ را نسبت به ستاره IM پگاسی ۸۷۰۳ HR که ستاره راهنمای آن محسوب می شود، اندازه می گیرد. انتظار می رود برای این دوره آزمون که بیش از یک سال طول می کشد، تغییر در محور چرخش به دلیل اثر ژئودتیک بسیار کوچک و حدود ۶/۶۶۱۴ هزارم ثانیه قوسی باشد و تغییر در محور چرخش که توسط اثر کشش چارچوب ایجاد می شود، از این مقدار هم کوچک تر و در حدود ۹/۴۰ هزارم ثانیه قوسی است. برای آنکه تصوری از مقدار این زاویه داشته باشید، فرض کنید ۱۰۰ کیلومتر از شیب ۹/۴۰ هزارم ثانیه قوسی را طی کنید، آن وقت ارتفاع شما نسبت به ارتفاع اولیه مسیر حدود ۵/۱ سانتی متر است.
طی این ماموریت اطلاعات حاصل از GP_B حداقل دوبار در روز ارسال می شود. ایستگاه های مستقر در زمین یا ماهواره ای ارسال اطلاعات ناسا می توانند این اطلاعات را دریافت کنند.
گردانندگان این آزمایش می توانند از طریق مرکز عملیات ماموریت که در دانشگاه استنفورد واقع است با GP_B ارتباط برقرار کنند. این اطلاعات همان طور که حاوی اندازه گیری های بسیار دقیق از تغییر جهت محور چرخش ژیروسکوپ است می تواند گزارش هایی از نحوه عملکرد تجهیزات و فضاپیما را نیز در برداشته باشد. ماموریت GP_B در سال ۲۰۰۵ کامل می شود و برای تجزیه و تحلیل علمی این اطلاعات دوره یک ساله ای در نظر گرفته شده است.
پروفسور فرانسیس اوریت (F.Everitt) از دانشگاه استنفورد و محقق ارشد GP_B می گوید: «ساخت GP_B کاری بسیار پرزحمت و دشوار و نیازمند تلفیق ماهرانه گستره بسیار وسیع و غیرمعمولی از فناوری های جدید است. حیرت انگیز است که توانستیم خود را برای پرتاب کاوشگر آماده کنیم.
مرکز پروازهای فضایی مارشال در هانتسویل آلاباما مدیریت برنامه GP_B را بر عهده دارد. دانشگاه استنفورد پیمانکار اصلی ناسا برای این ماموریت، آزمایش ها را انجام می دهد و مسئولیت طراحی و تولید تجهیزات علمی را علاوه بر انجام مامو

ریت و تحلیل اطلاعات بر عهده دارد. لاکهید مارتین یکی از پیمانکاران مهم دیگر طراحی، ساخت و تولید فضاپیما و بعضی از تجهیزات داخلی آن را بر عهده داشت. مرکز فضایی کندی ناسا و شرکت بوئینگ مسئولیت پرتاب دلتای ۲، موشک حام

ل کاوشگر را بر عهده دارند.
پرتاب موشک از پایگاه واندنبرگ به طور زنده از شبکه تلویزیونی ناسا پخش می شود. اطلاعات در مورد مراحل پرواز در وب سایت ناسا با عنوان مرکز مجازی کنترل پرتاب به نشانیwww. ksc. nasa. gov / elvnew / gpb / vlcc. Htm
در دسترس است.برای اطلاعات بیشتر در مورد ماموریت GP _ B در اینترنت به نشانی های زیر
einstein. stanford. edu

www. gravityprobeb. Com
مراجعه کنید.
www. msfc. nasa. Gov
GP _ A نام آزمایش دیگر در مورد گرانش و نسبیت بود که ناسا در سال ۱۹۷۶ انجام داد. طبق تئوری نسبیت عام و خاص اینشتین، تغییر در گرانش و سرعت حرکت باعث می شود سرعت گذر زمان تغییر کند. در آن سال ناسا برای آزمودن این تئوری از ساعتی استفاده کرد که دقت آن در حد یک ثانیه در ۳ میلیون سال بود. یک نمونه از این ساعت در زمین ماند و دیگری به ارتفاع ۱۰۰ هزار کیلومتری مدار زمین رفت که شدت گرانش در آنجا بسیار کمتر از زمین است. با مقایسه زمان اندازه گیری شده توسط این ساعت مشخص شد که تئوری اینشتین با دقت ۷ در یک میلیون صحیح است.

پزشکی هسته ای
دید کلی
پزشکی هسته‌ای ، شاخه‌ای از پزشکی است که در آن تشعشع و خواص هسته‌ای نوکلیدهای رادیواکتیو و نوکلیدهای پایدار هم برای تشخیص و هم برای درمان امراض بکار می‌روند. این امر می‌تواند یا با پرتودهی مستقیم مریض با یک چشمه تشعشع خارجی یا با تزریق داروهای نشاندار با رادیواکتیویته به مریض تحقق یابد. زمینه پرشکی هسته ای و رادیو دارو در ۲۰ سال گذشته رشد فوق العاده‌ای داشته است. پیشرفتهایی در توانایی پیش بینیها ، تکنولوژی آشکارسازی و توسعه رادیو داروهای متناسب همه در این توسعه سهیم بوده‌اند.
رادیو دارو
داروهای نشاندار رادیواکتیو که به مریض تزریق یا خورانده می‌شوند، به نام رادیو داروها هستند.
دارویی هسته‌ای
دارویی هسته‌ای یا رادیو فارماکولوژی روش دارویی خاصی است که با ترکیبات ، آزمایش یا تزریق مناسب رادیو داروها ارتباط دارد. زمینه دارویی هسته‌ای مخصوصا بوسیله انجمن داروسازان آمریکا شناخته شده است.
کاربرد رادیو داروها
همانند دیگر روشهای ردیابی ، طرز عمل هسته‌ای غالبا قادر به تامین اطلاعات مهمی است که نمی‌توانند به طریق دیگری حاصل شوند. این قضاوتی است برای پرتوگیری مریض در مقابل تشعشع. حدود خاصی در بکار بردن تشعشع برای پزشکی وجود ندارد. در این حالت، در پرسش ، خطر – نفع بوسیله متخصص و مریض تصمیم گیری می‌شود.
طریق عمل پزشکی هسته‌ای یا برای تشخیص است و یا برای درمان و ممکن است تشعشع از چشمه‌های داخلی یا خارجی حاصل گردد. چشمه‌های خارجی تشعشع شامل چشمه‌های الکترونهای با انرژی یا گاما است. تشعشع داخلی از تزریق رادیو داروها حاصل می‌شود.
تزریق رادیو دارو
رادیو دارویی که به مریض تزریق می‌شود، باید برای مدت طولانی کافی در عنصر هدف بماند، ولی نه طولانی‌تر از حد ، تا جذب در تشعشع در حداقل باشد. مدت زمانی که در آن دارو مفید است، بستگی به نیم عمر رادیولوژیکی

و نیم عمر بیولوژیکی دارد، یعنی مدت زمانی که دارو در بدن می‌ماند، قبل از آنکه بوسیله فرآیندهای متابولیکی از فعالیت افتاده یا از سیستم بدن خارج شود.
نیم عمرهای رادیولوژیکی نوکلیدها که معمولا در پزشکی هسته‌ای بکار می‌روند، به خوبی شناخته شده‌اند، ولی رفتار بیولوژیکی و زمان مست که لازم است داروساز مقادیر این پارمترها را در هنگام آزمایشهای اولیه دارو تشخیص دهد.
نوع تشعشع
نوع تشعشع نشر شده بوسیله رادیونوکلید نیز یک فاکتور مهم است که لازم است بررسی گردد. قرار گرفتن نوکلید در محل خاص ، نوع تشعشع مناسب را تعیین می‌کند. در تشخیص بیشترین استفاده از رادیو داروها در عکسبرداری ساختار بیولوژیکی است. برای عکسها ، جهت تشکیل آنها ، لازم است تشعشع به اندازه کافی برای عبور از میان ماده و رسیدن به آشکارساز با نفوذ باشد. بهتر است تشعشع هنگام عبور حداقل برهمکنش را با ماده بدهد، لذا در تشعشع در حداقل خواهد بود.
بنابراین بهترین رادیونوکلیدها برای روشهای تشخیصی ، آنهایی هستند که تنها اشعه گاما یا اشعه ایکس بدون همراه با تشعشع دیگری منتشر کنند. اینها در ابتدا شامل نوکلیدهایی هستند که از طریق جذب الکترون یا گذارهای ایزومری ، فروپاشی می‌نمایند.
رفتار رادیونوکلیدی که آن را برای عکسبرداری ، مفید می‌کند، متفاوت از رادیونوکلیدی است که برای درمان بکار می‌رود. در درمانهای تشعشعی ، نکته این است که نسوج مریض نابود شوند.
نابودی نسوج از طریق یونیزاسیون و تولید رادیکال آزاد ایجاد شده بوسیله تشعشع انجام می‌پذیرد. بنابراین ، تشعشعاتی که دارای یونیزاسیون مخصوص بالا بوده و نیز بردهای کوتاه دارند، برای این عمل مفید هستند، چرا که این رفتار منجر به مقدار زیاد نابودی نسوج در یک منطقه کوچک و محدود می‌گردد. بهترین نوکلیدها برای مقاصد درمانی ، آنهایی هستند که آلفا ، بتاهای با انرژی پایین یا الکترونهای اوژه (Auger) منتشر می‌کنند.
چگونه یک بمب هسته ای بسازیم ؟
بمب های اتمی شامل نیروهای قوی و ضعیفی اند که این نیروها هسته یک اتم را به ویژه اتم هایی که هسته های ناپایداری دارند، در جای خود نگه می دارند. اساسا دو شیوه بنیادی برای آزادسازی انرژی از یک اتم وجود دارد:
۱- شکافت هسته ای: می توان هسته یک اتم را با یک نوترون به دو جزء کوچک تر تقسیم کرد. این همان شیوه ای است که در مورد ایزوتوپ های اورانیوم (یعنی اورانیوم ۲۳۵ و اورانیوم ۲۳۳) به کار می رود.
– همجوشی هسته ای: می توان با استفاده از دو اتم کوچک تر که معمولا هیدروژن یا ایزوتوپ های هیدروژن (مانند دوتریوم و تریتیوم) هستند، یک اتم بزرگ تر مثل هلیوم یا ایزوتوپ های آن را تشکیل داد. این همان شیوه ای است که در خورشید برای تولید انرژی به کار می رود. در هر دو شیوه یاد شده میزان عظیمی انرژی گرمایی و تشعشع به دست می آید.
برای تولید یک بمب اتمی موارد زیر نیاز است:
– یک منبع سوخت که قابلیت شکافت یا همجوشی را داشته باشد.
– دستگاهی که همچون ماشه آغازگر حوادث باشد.
– راهی که به کمک آن بتوان بیشتر سوخت را پیش از آنکه انفجار رخ دهد دچار شکافت یا همجوشی کرد.
در اولین بمب های اتمی از روش شکافت استفاده می شد. اما امروزه بمب های همجوشی از فرآیند همجوشی به عنوان ماشه آغازگر استفاده می کنند.
بمب های شکافتی (فیزیونی): یک بمب شکافتی از ماده ای مانند اورانیوم ۲۳۵ برای خلق یک انفجار هسته ای استفاده می کند. اورانیوم ۲۳۵ ویژگی منحصر به فردی دارد که آن را برای تولید هم انرژی هسته ای و هم بمب هسته ای مناسب می کند. اورانیوم ۲۳۵ یکی از نادر موادی است که می تواند زیر شکافت القایی قرار ب

گیرد.اگر یک نوترون آزاد به هسته اورانیوم ۲۳۵ برود،هسته بی درنگ نوترون را جذب کرده و بی ثبات شده در یک چشم به هم زدن شکسته می شود. این باعث پدید آمدن دو اتم سبک تر و آزادسازی دو یا سه عدد نوترون می شود که تعداد این نوترون ها بستگی به چگونگی شکسته شدن هسته اتم اولیه اورانیوم ۲۳۵ دارد. دو اتم جدی

د به محض اینکه در وضعیت جدید تثبیت شدند از خود پرتو گاما ساطع می کنند. درباره این نحوه شکافت القایی سه نکته وجود دارد که موضوع را جالب می کند.
– احتمال اینکه اتم اورانیوم ۲۳۵ نوترونی را که به سمتش است، جذب کند، بسیار بالا است. در بمبی که به خوبی کار می کند، بیش از یک نوترون از هر فرآیند فیزیون به دست می آید که خود این نوترون ها سبب وقوع فرآیندهای شکافت بعدی اند. این وضعیت اصطلاحا «ورای آستانه بحران» نامیده می شود.
۲ – فرآیند جذب نوترون و شکسته شدن متعاقب آن بسیار سریع و در حد پیکو ثانیه (۱۲-۱۰ ثانیه) رخ می دهد.
۳ – حجم عظیم و خارق العاده ای از انرژی به صورت گرما و پرتو گاما به هنگام شکسته شدن هسته آزاد می شود.
انرژی آزاد شده از یک فرآیند شکافت به این علت است که محصولات شکافت و نوترون ها وزن کمتری از اتم اورانیوم ۲۳۵ دارند. این تفاوت وزن نمایان گر تبدیل ماده به انرژی است که به واسطه فرمول معروف E=mc2 محاسبه می شود. حدود نیم کیلوگرم اورانیوم غنی شده به کار رفته در یک بمب هسته ای برابر با چندین میلیون گالن بنزین است. نیم کیلوگرم اورانیوم غنی شده انداز ه ای معادل یک توپ تنیس دارد. در حالی که یک میلیون گالن بنزین در مکعبی که هر ضلع آن ۱۷ متر (ارتفاع یک ساختمان ۵ طبقه) است، جا می گیرد. حالا بهتر می توان انرژی آزاد شده از مقدار کمی اورانیوم ۲۳۵ را متصور شد.برای اینکه این ویژگی های اروانیوم ۲۳۵ به کار آید باید اورانیوم را غنی کرد. اورانیوم به کار رفته در سلاح های هسته ای حداقل باید شامل نود درصد اورانیوم ۲۳۵ باشد.در یک بمب شکافتی، سوخت به کار رفته را باید در توده هایی که وضعیت «زیر آستانه بحران» دارند، نگه داشت. این کار برای جلوگیری از انفجار نارس و زودهنگام ضروری است. تعریف توده ای که در وضعیت «آستانه بحران» قرار داد چنین است: حداقل توده از یک ماده با قابلیت شکافت که برای رسیدن به واکنش شکافت هسته ای لازم است. این جداسازی مشکلات زیادی را برای طراحی یک بمب شکافتی با خود به همراه می آورد که باید حل شود.
۱ – دو یا بیشتر از دو توده «زیر آستانه بحران» برای تشکیل توده «ورای آستانه بحران» باید در کنار هم آورده شوند که در این صورت موقع انفجار به نوترون بیش از آنچه که هست برای رسیدن به یک واکنش شکافتی، نیاز پیدا خواهد شد.
۲ – نوترون های آزاد باید در یک توده «ورای آستانه بحران» القا شوند تا شکافت آغاز شود.
۳ – برای جلوگیری از ناکامی بمب باید هر مقدار ماده که ممکن است پیش از انفجار وارد مرحله شکافت شود برای تبدیل توده های «زیر آستانه بحران» به توده هایی «ورای آستانه بحران» از دو تکنیک «چکاندن ماشه» و «انفجار از درون» استفاده می شود.تکنیک «چکاندن ماشه» ساده ترین راه برای آوردن توده های «زیر بحران» به همدیگر است. بدین صورت که یک تفنگ توده ای را به توده دیگر شلیک می کند. یک کره تشکیل شده از اورانیوم ۲۳۵ به دور یک مولد نوترون ساخته می شود. گلوله ای از اورانیوم ۲۳۵ در یک انتهای تیوپ درازی که پشت آن مواد منفجره جاسازی شده، قرار داده می شود.کره یاد شده در انتهای دیگر تیوپ قرار می گیرد. یک حسگر حساس به فشار ارتفاع مناسب را برای انفجار چاشنی و بروز حوادث زیر تشخیص می دهد:
۱ – انفجار مواد منفجره و در نتیجه شلیک گلوله در تیوپ
۲ – برخورد گلوله به کره و مولد و در نتیجه آغاز واکنش شکافت
۳- انفجار بمب
در «پسر بچه» بمبی که در سال های پایانی جنگ جهانی دوم بر شهر هیروشیما انداخته شد، تکنیک «چکاندن ماشه» به کار رفته ب

ود. این بمب ۵/۱۴ کیلو تن برابر با ۵۰۰/۱۴ تن TNT بازده و ۵/۱ درصد کارآیی داشت. یعنی پیش از انفجار تنها ۵/۱ درصد ازماده مورد نظر شکافت پیدا کرد.
در همان ابتدای «پروژه منهتن»، برنامه سری آمریکا در تولید بمب اتمی، دانشمندان فهمیدند که فشردن توده ها به همدیگر و به یک کره با استفاده از انفجار درونی می تواند راه مناسبی برای رسیدن به توده «ورای آستانه بحران» باش

 داشت. به خصوص این مسئله مطرح شد که چگونه می توان یک موج شوک را به طور یکنواخت، مستقیما طی کره مورد نظر، هدایت و کنترل

کرد؟افراد تیم پروژه «منهتن» این مشکلات را حل کردند. بدین صورت، تکنیک «انفجار از درون» خلق شد. دستگاه انفجار درونی شامل یک کره از جنس اورانیوم ۲۳۵ و یک بخش به عنوان هسته است که از پولوتونیوم ۲۳۹ تشکیل شده و با مواد منفجره احاطه شده است. وقتی چاشنی بمب به کار بیفتد حوادث زیر رخ می دهند:
۱- نفجار مواد منفجره موج شوک ایجاد می کند.
۲ – موج شوک بخش هسته را فشرده می کند.
۳ – فرآیند شکافت شروع می شود.
۴ – بمب منفجر می شود.
در «مرد گنده» بمبی که در سال های پایانی جنگ جهانی دوم بر شهر ناکازاکی انداخته شد، تکنیک «انفجار از درون» به کار رفته بود. بازده این بمب ۲۳ کیلو تن و کارآیی آن ۱۷درصد بود.شکافت معمولا در ۵۶۰ میلیاردم ثانیه رخ می دهد.
بمب های همجوشی: بمب های همجوشی کار می کردند ولی کارآیی بالایی نداشتند. بمب های همجوشی که بمب های «ترمونوکلئار» هم نامیده می شوند، بازده و کارآیی به مراتب بالاتری دارند. برای تولید بمب همجوشی باید مشکلات زیر حل شود:دوتریوم و تریتیوم مواد به کار رفته در سوخت همجوشی هر دو گازند و ذخیره کردنشان دشوار است. تریتیوم هم کمیاب است و هم نیمه عمر کوتاهی دارد بنابراین سوخت بمب باید همواره تکمیل و پر شود.دوتریوم و تریتیوم باید به شدت در دمای بالا برای آغاز واکنش همجوشی فشرده شوند. در نهایت «استانسیلا اولام» دریافت که بیشتر پرتو به دست آمده از یک واکنش فیزیون، اشعه X است که این اشعه X می تواند با ایجاد درجه حرارت بالا و فشار زیاد مقدمات همجوشی را آماده کند.
بنابراین با به کارگیری بمب شکافتی در بمب همجوشی مشکلات بسیاری حل شد. در یک بمب همجوشی حوادث زیر رخ می دهند:
۱ – بمب شکافتی با انفجار درونی ایجاد اشعه X می کند.
۲ – اشعه X درون بمب و در نتیجه سپر جلوگیری کننده از انفجار نارس را گرم می کند.
۳ – گرما باعث منبسط شدن سپر و سوختن آن می شود. این کار باعث ورود فشار به درون لیتیوم – دوتریوم می شود.
۴ – لیتیوم – دوتریوم ۳۰ برابر بیشتر از قبل تحت فشار قرار می گیرند.
۵ – امواج شوک فشاری واکنش شکافتی را در میله پولوتونیومی آغاز می کند.
۶ – میله در حال شکافت از خود پرتو، گرما و نوترون می دهد.
۷ – نوترون ها به سوی لیتیوم – دوتریوم رفته و با چسبیدن به لیتیوم ایجاد تریتیوم می کند.
۸ – ترکیبی از دما و فشار برای وقوع واکنش همجوشی تریتیوم – دوتریوم ودوتریوم – دوتریوم و ایجاد پرتو، گرما و نوترون بیشتر، بسیار مناسب است.
۹ – نوترون های آزاد شده از واکنش های همجوشی باعث القای شکافت در قطعات اورانیوم ۲۳۸ که در سپر مورد نظر به کار رفته بود، می شود.
۱۰ – شکافت قطعات اروانیومی ایجاد گرما و پرتو بیشتر می کند.
۱۱ – بمب منفجر شود.

شکافت خود به خودی اورانیوم
سن صخره حاوی کانی اورانیوم حدود ۱٫۷۴X109 سال تعیین شده بود. در صخره‌ای با این سن ، مقدار اولیه ۲۳۵U تقریبا ۳ درصد کل اورانیوم موجووم بکار رفته در یک راکتور قدرت پیشرفته است. برای رسیدن به جرم کافی جهت ادامه واکنش زنجیری لازم بود که کانی تقریبا معدن حاوی ۲۰ درصد اورانیوم باشد. نمونه‌هایی در جرم اکلو پیدا شده‌اند که دارای ۲۰ تا ۶۰ درصد اورانیوم بوده‌اند.
شکافت خودبه خودی ۲۳۵U یا نوترونهای اشعه کیهان

ی می‌توانست نوترونهای پرتابه لازم برای شروع شکافت القایی نوترون ۲۳۵U را فراهم نماید. ۲۳۵U احتمال بیشتری از ۲۳۵U جهت شکافت القایی نوترون دارد. به همین دلیل است که ایزوتوپ ۲۳۵U بوسیله دیفیوژن گاز یا فرآیندهای دیگر غنی سازی می‌گردد تا در راکتورهای هسته‌ای و بمبهای هسته‌ای قدیمی مورد استفاده قرار گیرد. شکافت ۲۳۵U چندین نوترون اضافی برای ادامه یک واکنش هسته‌ای زنجیری از طریق القای بیش از یک فرآیند شکافت ثانویه به ازای هر فرآیند شکافت اولیه یا مادر نمود.
واکنشهای زنجیری و راکتورها
شرایط دیگری نیز باید برای انجام واکنش زنجیری موجود باشند. نوترونهایی که موجب شکافت می‌شوند باید تا حد انرژیهای حرارتی حدود انرژی مولکولهای گاز (در دمای اتاق معادل Emean ≈ ۰٫۰۴ ev) کند شوند. در راکتورهای پیشرفته آب به عنوان کند کننده متداول برای کاهش انرژیهای نوترونهای شکافت بوسیله واکنشهای برخوردهای چندگانه با اتمهای هیدروژن آب بکار می‌رود. خاک اکلو از نوعی رس و حاوی ۵% آب است. این مقدار تقریبا معادل نسبت اورانیوم به آبی است که در راکتورهای مدرن بکار می‌رود.
همچنین بعضی از عناصر دارای احتمال بالای جذب نوترون بوده و لذا واکنش زنجیری را متوقف می‌کنند. این عناصر مانند V به مقدار بسیار کمی در خاک اکلو یافت شدند. عناصر دیگر با احتمال بالای جذب نوترون مانند B ، Nb و Gd به مقدار فوق العاده ناچیز در اکلو وجود دارد. مقدار جزئی از این عناصر که در ابتدا در خاک بوده است، احتمالا در عملیات ابتدائی راکتور سوخته و از بین رفته است. در کنار تهی شدن ۲۳۵U ، عدم حضور سمومی مانند V و وجود مقادیر جزئی B ، Nd و Gd شواهد آزمایشی دیگری هستند که نشان می‌دهند در اکلو یک راکتور هسته‌ای طبیعی عمل کرده است.

فراوانی عناصر و فرآیند شکافت
فراوانی بالای غیر عادی از ایزوتوپهای نوکلوئیدهایی که معمولا از فرآیندهای شکافت تولید می‌شوند، ملاحظه گردید. در میان اینها ایزوتوپهایی از گازهای به دام افتاده Kr ، Xe بودند که به مقدار زیاد از شکافت ۲۳۵U بوجود آمده بودند. به دلیل انجام واکنشهای رادیولیز حاصل از اشعه گاما و حرارت ، ترکیبات آلی فرار در صخره‌های این ناحیه وجود نداشت.

صخره‌های محلی نشان دهنده علائمی بودند که نشان می‌داد به شدت حرارت دیده‌اند، ولی نشانی از آتشفشان وجود نداشت. بالاخره ، نسبتهای ایزوتوپی غیر معمولی برای عناصر خاص مانند Nd که دارای ایزوتوپهای با تواناییهای مختلف برای جذب نوترون می‌باشد، وجود داشت. این ایزوتوپها که دارای احتمال بالای جذب نوترون بوده و نسبت به دیگر ایزوتوپها تهی شده‌اند، نشان دهنده حضور یک شار بالای نوترون بودند.
شکافت طبیعی در مکانهای دیگر
منطقه اکلو مورد توجه دانشمندان محیط زیست بوده است، چرا که برای مسائل دفع پسماندهای رادیواکتیو دارای اهمیت خاصی است. مکانهای دیگر راکتورهای طبیعی شکافت در حال بررسی و جستجو هستند، اما در حال حاضر اکلو تنها راکتور هسته‌ای فسیلی شناخته شده می‌باشد.
عالم نامریی | Ultraماورا
نگاه اجمالی
در ژوئیه ۱۹۴۵ ، اتم با نیروی مصیبت بار هزار بار شدیدتر از نیرومندترین انفجارهای شیمیایی که تا آن هنگام شناخته بودند، منفجر شد. این انفجار ، شکافت (fission) ، یعنی شکافته شدن اتمهای سنگین ، بود. اندک زمانی بعد از آن همجوشی (fusion) ، یعنی جوش خوردن سبکترین اتمها با یکدیگر ، ظهور کرد که نتیجه آن نیروی گرما هسته‌ای بمب هیدروژنی ، با قدرت انفجاری یک میلیون برابر انفجار شیمیایی ، بود. هنگامی که آلبرت انیشتین متوجه کاربرد ویرانگر معادله E=mc2 (انرژی برابر است با جرم ضرب در مجذور سرعت نور) خود شد، گفت :«ای کاش آهنگر شده بودم».
ظهور بمب اتمی
در اواخر قرن نوزدهم ، بعد از اینکه انیشتین معادله معروف خود را تکمیل کرد، ویلهلم رونتگن ، فیزیکدان آلمانی اشعه ایکس ، و جی جی تامسون ، فیزیکدان بریتانیایی ، الکترون را کشف کرده بودند. هنری بکرل در فرانسه املاح اورانیوم عنصر عجیب و کانی مزاحم را تهیه کرده بود و رادیواکتیویته (پرتوزایی) ، پرتوهایی که بطور خود بخودی بوسیله خود عنصر ایجاد می شوند، را کشف کرده بود و ماری کوری شیمیدان معروف رادیواکتیویته ، رادیوم را جدا کرده بود.
سرانجام ارنست رادرفورد ، فیزیکدان اهل زلاندنو سوالی را به این مفهوم مطرح کرده بود که: «چگونه اتمها (با فرض اینکه کوچکترین ذره ماده است) پرتو ا

 

فشانی می کنند؟» او با تامسون در تحقیقاتی که منجر به کشف الکترون شده بود، همکاری داشت. رادرفورد در سن ۲۷ سالگی به کانادا رفت تا استاد فیزیک دانشگاه مک گیل بشود در همان جا بود که به عقیده سرآرتور ادینگتون (اخترشناس و فیزیکدان بریتانیایی) ، وی بزرگترین تغییر را در ایده ما نسبت به ماده ، از زمان ذیمقراطیس به بعد ، یعنی از چهارصد سال قبل از میلاد ، به وجود آورد.
به این ترتیب تلاش‌های دانشمندان در این زمینه

ادامه یافت تا اینکه سرانجام در سال ۱۹۴۵ ساختن بمب اتمی از لحاظ تکنولوژیکی میسر شد. پدیده ای که فجایع بسیار دردناکی را به وجود آورد و خانواده‌های بساری را داغدار کرد. هرچند هدف دانشمندان فیزیک در جهت بهبود زندگی انسان بود، اما عوامل بسیاری دست به دست هم دادند تا اینگونه از کشفیات علمی در جهت نادرست استفاده گردید.
آنچه رادرفورد انجام داد
رادرفورد وجود دو ذره گسیلی متفاوت از الکترونها را که آلفا همان پرتوهایی هستند که اینک هسته هلیم نامیده می شوند و پرتوهای بتا جریانی از الکترونها و پروتونها هستند که از هر منبعی رها می شود. رادرفورد با کار بر روی توریم ، مفهوم نیم عمر را جا انداخت.
در سالهای اولیه ای که تشریح رادرفورد در خصوص واپاشی اتم عنوان شد، هوادار چندانی نداشت. یکی از همکاران او در دانشگاه مک گیل ، فردریک سودی کاشف ایزوتوپ‌ها بود. ایزوتوپ‌ها نوعی از عناصرند که از نظر شیمیایی مثل همراه غالب خود عمل می کنند، اما خاصیت فیزیکی آنها متفاوت است. اوتوهان آلمانی ، یکی از شاگردان رادرفورد بود که ۳۰ سال بعد با شکافت اورانیوم و اظهار اینکه ، در هر اتم همواره چاهک انرژی خواهد بود و هرکز مخزن آن نیست»، استاد خود را مبهوت کرد.
خطای رادرفورد؟
پیامد کشف اتم ، رادرفورد را به منچستر انگلستان کشاند. در آنجا دانشجویی آلمانی به نام هانس گایگر ، که نام او اینک بر روی شمارشگر ذرات نصب است، از استاد خود سوال کرد: «آیا تصور نمی کنید که (ارنست) مارسون باید تحقیق کوچکی آغاز کند؟» رادرفورد گفت: «چرا به او اجازه ندهیم که ببیند آیا ذرات آلفا می توانند از خلال یک زاویه منفرجه منحرف شوند؟» این خطایی بود که رادرفورد نباید نسبت به یک هم وطن جوان خود مرتکب شود، زیرا او می دانست که آلفای ذرات سریع و پرجرم است که میلی به انحراف ندارد.
رویداد نادر
ارنست مارسون توانست باریکه ای از ذرات آلفا را بر ورقه‌ای فلزی بتاباند. سه روز بعد، گایگر به رادرفورد گفت: «ما توانسته‌ایم برخی ذرات آلفای بازتابیده را به دست آوریم.» توضیح بعدی رادرفورد نشان داد که واکنش او در این مورد عادی بوده است. این مورد یکی از مهم‌ترین کشفیات علمی بود که تا آن هنگام محقق شده بود. این کشف نشان داد که نیروی عجیبی در اتم وجود دارد که می تواند ذره آلفا را که با سرعت ۱۶۰۰۰ کیلومتر در ثانیه در حرکت است، منحرف کند، اما این پس زنی نادر بود.
بعد از این تجربه رادرفورد اعلام کرد که «او می داند اتم شبیه چیست» و اینک منحرف شدن ذره آلفا را توضیح دارد. به نظر او ، اتم باید از یک ذره مرکزی باردار کوچک تشکیل یابد که عملا کل ماده آن متراکم است و در محاصره یک کره باردار با بار مخالف قرار دارد، که بار روی آن به دقت پراکنده است.

فن‌آوری هسته‌ای | Nuclear Eng.مهندسی هسته ای
نگاه اجمالی:
دانش تبدیل اورانیوم طبیعی که در طبیعت وجود دارد از طریق شکافت اتمها به اورانیوم غنی شده که دارای انرژی بسیار زیاد است، فناوری هسته ای نام دارد. فرآیند تهیه سوخت هسته ای از اورانیوم ، فرآیند بسیار پیچیده و ظریفی است و دانش انجام این کار از دانشهای پیشرفته بشری است. تبدیل اورانیوم به اورانیوم غنی شده ، راههای مخ

تلفی دارد که دو نوع رایج آن از طریق دستگاههای سانتریوفوژ و از طریق لیزر می باشد.
کشورهای قدرتمند جهان دانش هسته ای را انحصاری خود کرده اند. به راحتی اجازه دسترسی دیگران به این دانش را نمی دهند. در مقطع کنونی حدود ۱

۰ کشور این دانش را در اختیار دارند. انرژی هسته ای دارای کاربردهای فراوان است. در یک تقسیم بندی کلی می توان کاربردهای انرژی هسته ای را در دو بخش نظامی و غیر نظامی یا صلح جویانه قرار داد.
کاربرد انرژی هسته ای در تولید برق :
یکی از مهم ترین موارد استفاده صلح آمیز از انرژی هسته ای ، تولید برق از طریق نیروگاههای اتمی است. با توم به پایان پذیر بودن منابع فسیلی و روند رو به رشد توسعه اجتماعی و اقتصادی ، استفاده از انرژی هسته ای برای تولید برق را امری ضروری و لازم می دانند و ساخت چند نیروگاه اتمی را دنبال مینماید.
ایران هر ساله حدودا به هفت هزار مگاوات برق در سال نیاز دارد. نیروگاه اتمی بوشهر ۱۰۰۰ مگاوات برق را در صورت راه اندازی تامین می نماید. و احداث نیروگاههای دیگر برای رفع این نیازی ضروری است. برای تولید میزان برق حدود ۱۹۰ میلیون بشکه نفت خام مصرف می شود. که در صورت تامین از طریق انرژی هسته ای سالیانه ۵ میلیارد دلار صرفه جویی خواهد شد.
برتری انرژی هسته ای بر سایر انرژیها:
علاوه بر صرفه اقتصادی دلایل زیر استفاده از انرژی هسته ای را ضروری مینماید. منابع فسیلی محدود بوده و متعلق به نسلهای آتی میباشد. استفاده از نفت خام در صنایع تبدیل پتروشیمی ارزش بیشتری دارد. تولید برق از طریق نیروگاه اتمی ، آلودگی

نیروگاههای کنونی را ندارد. تولید هفت هزار مگاوات با مصرف ۱۹۰ میلیون شبکه نفت خام، هزارتن دیاکسید کربن ، ۱۵۰ تن ذرات معلق در هوا ، ۱۳۰ تن گوگرد و ۵۰ تن اکسید نیتروژن را در محیط زیست پراکنده می کند، در حالی که نیروگاه اتمی چنین آلودگی را ندارد.
انرژی هسته ای در پزشکی هسته ای و امور بهداشتی:
در کشورهای پیشرفته صنعتی ، از انرژی هسته ای به صورت گسترده در پزشکی استفاده می گردد. با توجه به شیوع برخی از بیماریها از جمله سرطان ، ضرورت تقویت طب هسته ای در کشورهای در حال توسعه ، هر روز بیشتر می شود. موارد زیر از مصادیق تکنیکهای هسته ای در علم پزشکی است:

تهیه و تولید کیتهای رادیو دارویی جهت مراکز پزشکی هسته ای
تهیه و تولید رادیو دارویی جهت تشخیص بیمار

ی تیرویید و درمان آنها
تهیه و تولید کیتهای هورمونی
تشخیص و درمان سرطان پروستات
تشخیص سرطان کولون ، روده کوچک و برخی سرطانهای سینه
تشخیص تومورهای سرطانی و بررسی تومورهای

مغزی ، سینه و ناراحتی وریدی
تصویر برداری بیماریهای قلبی ، تشخیص عفونتها و التهاب مفصلی ، آمبولی و لختههای وریدی
موارد دیگری چون تشخیص کم خونی ، کنترل رادیو داروهای خوراکی و تزریقی و …
کاربرد انرژی هسته ای در بخش دامپزشکی و دامپروری :
تکنیکهای هسته ای در حوزه دامپزشکی موارد مصرفی چون تشخیص و درمان بیماریهای دامی ، تولید مثل دام ، اصلاح نژاد و دام ، تغذیه ، بهداشت و ایمن سازی محصولات دامی و خوراک دام دارد.
کاربرد انرژی هسته ای در دسترسی به منابع آب :
تکنیکهای هسته ای برای شناسایی حوزه های آب زیر زمینی هدایت آبهای سطحی و زیر زمینی ، کشف و کنترل نشت و ایمنی سدها مورد استفاده قرار میگیرد. در شیرین کردن آبهای شور نیز انرژی هستهای کاربرد دارد.
کاربرد انرژی هسته ای در بخش صنایع غذایی و کشاورزی :
از انرژی هسته ای در حوزههای کشاورزی و صنایع غذایی استفاده های بسیار فراوانی صورت می گیرد. موارد عمده استفاده در این بخش عبارت است از :
جلوگیری از جوانه زدن محصولات غذایی

کنترل و از بین بردن حشرات
به تاخیر انداختن زمان رسیدن محصولات
افزایش زمان نگهداری
کاهش میزان آلودگی میکروبی
از بین بردن ویروسهای گیاهی و غذایی

طرح باردهی و جهش گیاهانی چون گندم و برنج و پنبه
آنچه باید بدانیم:
تکنیکهای هسته ای بر کشف مینهای ضد نفر نیز کاربرد دارد. بنابرین ، دانش هسته ای با این قدرت و وسعتی که دارد، هر روز بر دامنه استفاده از فناوری هسته ای و بویژه انرژی هسته ای افزوده می شود. کاربرد انرژی در بخشهای مختلف به گونهای است که اگر کشوری فناوری هسته ای را نهادینه نماید، در بسیاری از حوزه‌های علمی و صنعتی ، ارتقای پیدا می کند و مسیر توسعه را با سرعت طی می نماید.
کاربرد راکتورهای هسته ای
تعریف
وسیله ای که در آن واکنش شکافت زنجیری کنترل شده انجام می شود راکتور هسته ای نام دارد. ‏‏اورانیوم یا پلتونیوم ( عنصر پرتوزای مصنوعی با عدد اتمی ۹۴‏‎ ( Z=‎به عنوان ماده شکافت پذیر ‏‏«سوخت هسته ای ) به کار می رود. از راکتور ها جهت تولید انرژی، برای به دست آوردن ‏‏ایزوتوپ های پرتوزا (از جمله عناصر فوق اورانیوم ، یعنی عناصری و ۹۲‏‎ Z =‎) و چشمه های ‏باریکه های قوی نو ترون استفاده می کنند‎.‎
راکتور هسته ای به عنوان
چشمه تولید انرژی‎
• ‎پاره های شکافت در اورانیوم در فاصله کوتاهی (کمتر ازμm ‏ ۵) ‎کند می شوند. در نتیجه ، تقریبا تمامی ‏انرژی آزاد شده در راکتور به صورت گرما در توده اورانیوم ظاهر می شود. از این گرما مثلا می توان ‏برای گرم کردن و تبخیر مایع جاری از اورانیوم که بعدا به کمک ‏‎‎توربین بخار)) یا بعضی از ماشین ‏های گرمایی دیگر به صورت انرژی الکتریکی یا مکانیکی در می آید استفاده کرد‎.‎
• ‎اولین نیروگاه هسته ای بر این اساس در سال ۱۹۴۵ در روسیه ساخته شد. ساختمان این راکتور بیانگر ‏این است که بخش اصلی این راکتور عناصر سوختش است که شامل اورانیوم می باشد. عناصر “سوخت” به ‏صورت دو دیوار نازک از لوله های فولادی ضد زنگ ساخته شده اند که یکی‎ ‎توی دیگری قرار دارد‎ .‎
• ‎اورانیوم را بدون درز در فضای میان لوله محکم می کنند، در حالی که از کاواک داخلی به عنوان کانال ‏برای عبور آب استفاده می شود. که گرمای آزاد شده از اورانیوم را در ضمن کار راکتور به خارج می برد. ‏محکم کردن بدون درز از این نظر لازم است که اورانیوم از لحاظ شیمیایی ناپایدار است و دیگر اینکه مانع ‏نشت گاز های پرتوزا خطرناکی شود که در نتیجه واکنش تشکیل می شوند‏‎.‎
• ‎برای تسهیل گسترش واکنش زنجیری ، عناصر “سوخت” را از اورانیومی که با ایزوتوب سریعا

‏شکافت پذیر اورانیوم ۲۳۵ غنی شده اند، درست می کنند «اورانیوم غنی شده که در راکتور مصرف می کنند. ‏دارای ۵ درصد‏‎ ۲۳۵U‎در حالی که اورانیوم طبیعی فقط دارای ۰٫۷ درصد از این ایزوتوپ است ). کار ‏راکتور اورانیوم با پرتوزایی شدید همراه است. جهت حفاظت کارکنان از تابش پرتوزا و نوترون ها که مقادیر ‏زیاد آن نیز زیانبار است، راکتور را در محفظه ای با دیوار های ضخیم که از

سیمان و مواد دیگر ساخته ‏شده اند قرار می دهند‎.‎
• ‎امتیاز بزرگ راکتور هسته ای به عنوان چشمه تولید انرژی هزینه کم سوخت آن است. مقدار گرمایی که ‏در ضمن شکافت یک گرم‎ U 235 ‎آزاد می شود برابر با مقدار گرمایی است که از سوختن چند تن ذغال ‏سنگ به دست می آید. این امر امکان می دهد که راکتورها را در نواحی دور از‏‎ ‎ذخایر ذغال سنگ و نفت و حتی ‏دور از راه های حمل و نقل ( با کشتی، زیردریایی و هواپیما ) برپا سازند‎.‎
• ‎در روسیه ، چندین نیروگاه اتمی در مقیاس بزرگ در حال کارند. چندین یخ شکن مجهز به ‏موتور های اتمی و زیر دریایی های اتمی نیز ساخته شده است. در آینده نقش ‏‏مهندسی انرژی هسته ای مهم تر از این خواهد شد‎.‎
• ‎محاسبه شده است که با آهنگ امروزی مصرف انرژی کمبود ذغال سنگ و نفت حتی در ۵۰ سال آینده حس ‏خواهد شد. استفاده از اورانیوم راهی برای خروج از این مشکل است. زیرا انرژی ذخیره شده در ذخایر ‏اورانیوم ۱۰ تا ۲۰ برابر انرزی ذخیره شده در سوخت های آلی است. مسئله منابع انرژی پس ‏از مهار شدن واکنش های گداخت به کلی حل خواهد شد‎.‎
‎عناصر فوق اورانیوم‎ :
• ‎درنتیجه بمباران اورانیوم با نوترون ، ایزوتوپ‎ U 238 ‎به‎ U 239 ‎تبدیل می شود. این ایزوتوپ ‏ناپایدار است و در نتیجه واپاشی ««ذره بتا به ایزوتوپ نپتونیوم ۹۳‏‎ ( Np 239 ) ‎تبدیل می شود. این ‏ایزوتوپ به نوبه خود ، با تحمل واپاشی بتا ، پس از زمان کوتاهی ( نیم عمر آن ۲٫۳۵ روز است ) به ‏ایزوتوپ پلتونیوم ۹۴ ، یعنی‏‎ Pu 239 ‎تبدیل می شود. پلتونیوم ۲۳۹ نیز ناپایدار است ، ولی به کندی ‏وا می پاشد ( نیم عمر آن ۲۴۰۰۰ سال است). به این دلیل ممکن است به مقدار انبوهی انبار شود‎.‎
• ‎پلتونیوم ۲۳۹ مانند اورانیوم ۲۳۵ ، ( سوخت هسته ای )خوبی است که برای راکتورهای هسته ای و بمب ‏های اتمی مناسب است. پلوتونیوم از راکتورهای هسته ای مبتنی بر اورانیوم طبیعی و کند کننده به دست می ‏آید. در چنین راکتورهایی بیشتر نوترون ها را‎ ۲۳۸U ‎جذب می کند که نتیجه آن تشکیل پلتونیوم است‎.‎
• ‎پلتونیوم انبار شده در اورانیوم را می توان با روش های شیمیایی جدا کرد. سوخت هس

ته ای مصنوعی ‏دیگر ایزوتوپ‎ ۲۳۳U با نیم عمر ۱۶۲۰۰۰ است که در اورانیوم طبیعی وجود ندارد‏‎. ۲۳۳U ‎نیز مانند ‏پلتونیوم ، در نتیجه بمباران توریم با نوترون تشکیل می شود. به این طریق مواد با شکافت پذیری کم‎) ‎ ۲۳۸U و توریم) می توانند به سوخت هسته ای با ارزش تبدیل شوند

. این امکان پذیری بسیار اساسی ‏است زیرا در پوسته زمین‎ ۲۳۸U ‎و توریم خیلی بیشتر از‎ ۲۳۶U ‎است‎.‎
• ‎نپتونیم و پلتونیوم معرف عناصر فوق اورانیوم هستند و در جدول تناوبی بعد از اورانیوم می آیند‎.‎
• رشته عناصر فوق اورانیوم بعد از پلتونیوم تا عنصری به عدد اتمی ۱۰۷ ادامه دارد. عناصر فوق اورانیوم ‏در طبیعت کشف نشده اند. زیرا همه آنها پرتوزا بوده در مقایسه با سن زمین شناسی زمین نیم عمر کوتاهی ‏دارند‎.‎
‎‎به دست آوردن مواد رادیو اکتیو
• ‎در راکتور در حال کار ،جریان شدید نوترون ها در نتیجه شکافت مشاهده می شود. از بمباران مواد ‏با نوترون ها می توان ایزوتوب های پرتوزای مصنوعی گوناگون در راکتور به دست آورد. چشمه پرتوزای دیگر در راکتور پاره های شکافت اورانیوم هستند که اغلب شان ناپایدارند‎.‎
• عناصر پرتوزای مصنوعی کاربرد گسترده ای در علم و صنعت پیدا کرده اند. از موادی که اشعه ‏گاما گسیل می کنند به جای رادیم خیلی گران ، برای امتحان اجسام فلزی کلفت با نور عبوری ، برای ‏‏مداوای سرطان و جز اینها استفاده می شود. ‏
• از خاصیت کشنده بودن مقادیر زیاد تابش گاما در موجودات ذره بینی برای نگهداری مواد غذایی استفاده می ‏شود. اکنون از تابش پرتوزا در صنایع شیمیایی استفاده می شود. زیرا انجام بسیاری از واکنش های شیمیایی مهم را آسان می کند‎.‎
• ‎یکی از مهم ترین استفاده ها روش نشانه گذاری اتم هاست. این روش بر این اساس استوار است که ‏ایزوتوب پرتوزا از لحاظ خواص شیمیایی و بسیاری از ویژگی های فیزیکی از ایزوتوپ پایدار همان عنصر ‏غیر قابل تشخیص است. در عین حال، ایزوتوپ پرتوزا را از روی تابش آن (مثلا با‎ ‎استفاده از شمارشگر تخلیه ‏گازی ) می توان شناخت. با افزودن یک ایزوتوپ پرتوزا به عنصر مورد بررسی و آشکار سازی تابش آن ، ‏می توان مسیر این عنصر را در اندام ، در واکنش شیمیایی، در ضمن ذوب فلزات و جز اینها ردیابی ‏کرد‎.‎

کاربردهای علوم و تکنولوژی هسته ای
در جهان حاضر مرسوم است که مولفه های قدرت ملی یک کشور را مرکب از چهار قدرت علمی و فرهنگی، اقتصادی، سیاسی و نظامی می دانند.
اگرچه امروزه نسبت به اینکه کدامیک از این قدرتهای چهارگانه حرف اول را می زند بحثهای مختلفی وجود دارد، اما بدون شک این چهار قدرت با هم ارتباط تنگاتنگ داشته و هر یک بر دیگری تأثیر (مسقتیم یا غیر مستقیم) خواهد داشت. علوم و تکنولوژی هسته ای از جمله مواردی است که در حال حاضر به صورت یک عامل مهم و تعیین کننده در هر یک از چهار مورد مذکور نقش ایفا می نماید. امروزه تأثیر تکنولوژی هسته ای در گسترش دانش بشری، تسلط بر طبیعت، تأمین رفاه و پیشرفت زندگی بشر غیر قابل تردید است و بدون شک کشورهای مختلف نیز هر یک برحسب توان خود به این تکنولوژی روی آورده اند و هر کشوری براساس مقتضیات زمانی و مکانی، استراتژی و تاکتیک خاصی را برای خود برمی گزیند.
انرژی هسته ای از عمده ترین مباحث علوم و تکنولوژی هسته ای است و هم اکنون نقش عمده ای 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 برنامه های زیربنایی و اصولی انجام می دهند. هم اکنون تدوین استراتژی که مرکب از بررسی تمامی پارامترهای تأثیر گذار در انرژی و تعیین راهکارهای مناسب جهت تمیزتر و کارا ترنمودن انرژی و الگوی بهینه مصرف آن می باشد، در رأس برنامه های زیربنایی اکثر کشورهای جهان قرار دارد. در

میان حاملهای مختلف انرژی،انرژی هسته ای جایگاه ویژه ای دارد. هم اکنون بیش از ۴۳۰ نیروگاه هسته ای در جهان فعال می باشند و انرژی برخی کشورها مانند فرانسه عمدتا از برق هسته ای تأمین
می شود.
جمهوری اسلامی ایران بیش از سه دهه است که تحقیقات متنوعی را در زمینه های مختلف علوم و تکنولوژی هسته ای انجام داده و براساس استراتژی خود، مصمم به ایجاد نیروگاههای هسته ای به ظرفیت کل ۶۰۰۰ مگاوات تا سال ۱۴۰۰ هجری شمسی
می باشد. 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.

۲- انرژی هسته ای
انرژی بدست آمده از فعل و انفعالات هسته ای را انرژی هسته ای می گویند. این انرژی از دو منشاء می تواند سرچشمه بگیرد. یکی شکافت هسته اتمهای سنگین و دیگری همجوشی یا گداخت هسته اتمهای سبک . ذیلا به اختصار به این دو فعل و انفعال هسته ای که به تولید انرژی هسته ای منجر می گردند پرداخته می شود.
۲-۱) شکافت هسته ای
پس از کشف نوترون توسط”چاودیک” در سال ۱۹۳۲، هان و استراسمن، دانشمندان آلمانی، در سال ۱۹۳۹ طی مقاله ای نشان دادند که این ذره می تواند عناصر سنگینی از قبیل اورانیوم را شکافته و آنها را به عناصر دیگر با جرم کمتر تبدیل نماید. شکافت اورانیوم که علاوه بر آزادسازی انرژی یا گسیل چند نوترون نیز همراه می شود، منشا تحولات بسیاری در قرن اخیر شده است. در طی تحقیقاتی که در قبل از جنگ جهانی دوم بویژه در فرانسه و آلمان انجام گرفت، محقق گشت که نوترونهای آزاد شده می توانند تحت شرایط مناسب برای ایجاد شکافت در دیگر هسته های اورانیوم مورد استفاده قرار گیرند و بدین ترتیب یک واکنش زنجیره ای را می توان آغاز نمود که باعث آزادسازی مقدار قابل ملاحظه ای انرژی گردد.

این شکافت بیشتر مربوط به ۲۳۵-U (اورانیوم با جرم اتمی ۲۳۵) بود و وجود یک حداقل جرمی از اورانیوم برای یک واکنش زنجیره ای لازم به نظر می رسید. این حداقل را جرم بحرانی نامیدند. در طول جنگ جهانی دوم، این تحقیقات در کشورهای انگلستان، کانادا و عمدتا آمریکا ادامه یافت و نتیجتا به ساخت اولین راکتور اتمی در زیرزمین دانشگاه شیکاگو توسط فرمی و چندی بعد به تولید اولین بمب اتمی منجر گردید که بطور موفقیت آمیزی فجایع اسف بار هیروشیما و ناکازاکی را بوجود آورد. راکتور اتمی نمونه بارز استفاده صلح آمیز از انرژی اتمی بود در حالیکه بمب اتمی بوضوح استفاده غیرصلح آمیز آن را آشکار می ساخت. بهرحال هر دوی این فرایندها به تولید انرژی هسته ای که ناشی از شکافت هسته اتمهای سنگین بود منجر گشتند، البته یکی کنترل شده (راکتور اتمی) و دیگری کنترل نشده (بمب اتمی) به حساب می آمد.
به هر حال شکافت هسته های سنگین به دو هسته سبکتر، همراه با آزاد شدن مقادیر زیادی انرژی است و این فرایند تنها در هسته های سنگینی چون اورانیوم و پلوتونیوم اتفاق می افتد. از بین ایزوتوپهای اورانیوم و پلوتو نیوم نیز U-235 ، Pu-239 وPu-241 قابلیت شکافت را دارند تا ایزوتوپهای دیگر. برای ایجاد شکافت مناسب، باید واکنش هسته ای بصورت زنجیره وار و پیوسته انجام گردد وگرنه نتیجه مطلوب حاصل نخواهد گردید.
در یک واکنش زنجیره ای هسته ای، ابتدا یک نوترون با انرژی مشخص و سرعت مورد نظر به هسته قابل شکافت مثل ۲۳۵- U برخورد می کند. نتیجه این برهم کنش، نفوذ نوترون به داخل هسته بوده و با برهم خوردن توازن نیروهای جاذبه و دافعه، هسته سنگین به دو هسته شکسته شده و همراه با آن مقادیر زیادی انرژی و چندین نوترون سریع آزاد می گردد. متوسط تعداد نوترونهای تولید شده در شکافت ۲۳۵- U حدود ۵/۲ و در ۲۳۹-PU حدودا ۳ درجه می باشد. هرکدام از این نوترونها با برخورد با هسته های دیگر موجب آزاد شدن انرژی و چندین نوترون دیگر خواهند شد. چنانچه شرایط مهیا باشد، این واکنش بطور زنجیره وار ادامه می یابد تا زمانیکه به عللی از جمله کاهش جرم ماده شکافت پذیر متوقف گردد. تعداد نوترونهای ناشی از شکافت را اصطلاحا تحت عنوان فاکتور تکثیر می شناسد و به K نمایش می دهند چنانچه ۱< K باشد در این صورت سیستم فوق بحرانی خواهد بود و تکثیر نوترونها و آزاد شدن انرژی با سرعتی بیش از حد تصور ادامه می یابد و این همان فرآیندی است که در سلاحهای هسته ای روی می دهد. چنانچه۱= K باشد سیستم را بحرانی می نامند. به عبارت بهتر به ازای هر نوترونی که به هر دلیل در سیستم مصرف و یا از آن خارج می گردد یک نوترون در نتیجه شکافت تولید می شود. اگر ۱>K باشد سیستم را زیر بحرانی می دانند. در این سیستم تولید نوترونها در مجموع روبه کاهش رفته و نهایتا فعل و انفعالات هسته ای در سیستم متوقف خواهد گردید. به فرض اینکه ۲=K باشد، پس تولید نوترونها در اثر شکافتهای زنجیره ای بصورت تصاعدی ۳۲،۱۶،۸،۴،۲ و … خواهد بود. در این حالت چنانچه جرم ۲۳۵- U، یک کیلوگرم (Kg ) بوده و این شکافتها تا ۸۰ بار ادامه یابند، انرژی معادل ۲۰ کیلوتن TNT در زمانی کمتر از۱us آزاد خواهد گردید.
۲-۲) همجوشی یا گداخت هسته ای
هم جوشی یا گداخت هسته ای را می توان به عنوان فرایند عکس شکافت هسته ای قلمداد کرد، یعنی فرایندی که در آن دست کم یکی از محصولات واکنش هسته ای ازهر یک ازمواد واکنش زای اولیه پر جرمتر باشد . گداخت هسته ای در مواردی که جرم کل هسته های محصول از جرم کل مواد واکنش زاکمتر باشد منجر به رهایی انرژی خواهد شد. این شرط برای هسته ه

ای سبک یا اعداد جرم A1 و A2 که برای آنها ۶۰> (A2+A1) باشد، همیشه برقرار است. فعل و انفعالاتی که در ستاره ها رخ می دهد و منجر به تولید انرژی بسیار زیادی می گردد، شناخته شده ترین و بارزترین نمونه های همجوشی یا گداخت هسته ای است. این واکنشها که عموما به زنجیره پروتون – پروتون موسوم می باشند با واکنشی بین دو پروتون و تشکیل یک دوتریوم آغاز می شود. سپس با واکنش یک پروتوم و دوتریوم و تشکیل ۳He ادامه یافته و نهایتا با واکنش دو اتم ۳He و تشکیل ۴He خاتمه می یابد. دراین فرایند حدود ۷/۲۴ Mev انرژی آزاد می گردد. برای شبیه سازی همین واکنش در روی زمین تحقیقات بسیاری از اواسط قرن بیستم میلادی انجام گرفته است و هنوز نیز ادامه دارد. دراین تحقیقات مشخص گردید که سطح مقطع واکنش بین دوتریوم (۲H) و تریتیوم (۳H) و همچنین مقدار انرژی آزاد شده به ازای هر اتمی که در آن واکنش شرکت دارد خیلی بیشتر از واکنشهای مذکور
می باشد. در این واکنش در نتیجه همجوشی بین دو تریوم و تریتیوم یک اتم هلیوم همراه با یک نوترون و حدود ۶/۱۷ Mev انرژی آزاد می گردد.
گداخت هسته ای را سرچشمه انرژی فردا می دانند و گمان می رود سوخت یک راکتور گداخت هسته ای همانطور که بیان گردید مخلوطی از دو تریوم و تریتیوم باشد. واکنش همجوشی بین این دو ماده در دمای حدود ۱۰ به توان ۷ درجه سانتیگراد صورت می گیرد و گرمای تولید شده بواسطه همجوشی آنها باعث واکنشهای گداخت دیگر نیز خواهد گردیدو این امر یک سری واکنشهای زنجیره ای را بوجود خواهد آورد که
می توان با استفاده از انرژی بسیار زیاد تولید شده، توربینهای مولد برق را بکار انداخت. از محسنات راکتورهای گداخت، درجه بالای ایمنی آنهاست و برخلاف راکتورهای شکافت هسته ای که پسمانهای رادیو اکتیو بسیاری تولید می کنند، پسمان راکتورهای گداخت مقدار کمی هلیوم غیر رادیواکتیو است. البته در واکنش همجوشی هسته ای، طبق آنچه بیان گردید، نوترون نیز تولیدمی شود که می تواند به مرور راکتور را رادیو اکتیو کند ولی با انتخاب مواد مناسب می توان به جذب نوترونها اقدام نمود و در نتیجه این مسئله نیز مرتفع خواهد گردید. در حال حاضر دستگاهی که فعل و انفعالات گداخت هسته ای در آن بوقوع می پیوندد تحت عنوان توکامک شناخته می شود پیش بینی ها از دهه ۲۰۲۰ میلادی به عنوان نقطه آغاز به کار راکتورهای تحاری هم جوشی هسته ای حکایت دارند.
۳- کاربردهای علوم و تکنولوژی هسته ای

علیرغم پیشرفت همه جانبه علوم و فنون هسته ای در طول نیم قرن گذشته، هنوز این تکنولوژی در اذهان عمومی ناشناخته مانده است. وقتی صحبت از انرژی اتمی به میان می آید، اغلب مردم ابر قارچ مانند حاصل از انفجارات اتمی و یا راکتورهای اتمی برای تولید برق را در ذهن خود مجسم می کنند و کمتر کسی را می توان یافت که بداند چگونه جنبه های دیگری از علوم هسته ای 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 هسته ای، این تکنولوژی نقش مهمی را در ارتقاء سطح زندگی مردم، رشد صنعت و کشاورزی و ارائه خدمات پزشکی ایفاء نموده است. موارد زیر از مهمترین استفاده های صلح آمیز از علوم و تکنولوژی هسته ای می باشند:
۱- استفاده از انرژی حاصل از فرآیند شکافت هسته اورانیوم یا پلوتونیوم در راکتورهای اتمی جهت تولید برق و یا شیرین کردن آب دریاها.
۲-استفاده از رادیوایزوتوپها در پزشکی، صنعت و کشاورزی
۳- استفاده از پرتوهای ناشی از فرآیندهای هسته ای در پزشکی، صنعت و کشاورزی
ایزوتوپهای یک عنصر، هسته هایی شامل تعداد پروتونهای یکسان و تعداد نوترونهای متفاوت می باشند.
یکسان بودن عدد اتمی در ایزوتوپها باعث گشته که خواص شیمیایی و بعضا فیزیکی یکسان داشته باشند اما در عین حال خواص هسته ای متفاوتی دارند. در حالیکه بطور طبیعی اکثر ایزوتوپهای موجود از پایداری نسبی برخوردار هستند، اما ایزوتوپهای ساخته دست انسان، عمدتا غیرپایدار می باشند. پایداری یک ایزوتوپ توسط نیمه عمر آن تعیین می گردد و نیمه عمر زمانی است که مقدار یک ایزوتوپ از طریق تلاشی به نصف
می رسد.
نیمه عمرها می توانند از کسری از ثانیه تا صدها میلیون سال تغییر یابند. ایزوتوپهای رادیواکتیو(رادیوایزوتوپها) زمانیکه متلاشی می گردند سه نوع تابش را منتشر می سازند:
۱- ذرات آلفا که دارای بار مثبت بوده و مرکب از دو پروتون و دو نوترون هستند(++۴He)
2- ذرات بتا که الکترونهای انرژتیک با بار منفی یا پوزیترونها با بار مثبت می باشند
۳- تابشهای گاما که بدون بار بوده و بسیار نافذ هستند.
برخی از عناصر رادیواکتیو مثل رادیوم و یا ایزوتوپهای رادیواکتوی مثل ۲۳۵-U در طبیعت یافت می شوند ولی اکثر آنها در راکتورهای اتمی و یا بوسیله شتابدهنده ها تولید می گردند. ۸۲-Br و۵۸- Co و۱۳۱-Iو۳۲-Pو۴۲-Kو۱۱۱-Agو۶۴-Cuو۳۸-Cl از مهمترین رادیو ایزوتوپهای تولید شده در راکتورهای اتمی می باشند و از آن طرف رادیو ایزوتوپهای ۷-Beو۲۰۶-Biو۱۸-Fو۱۳۲-I د ر شتابدهنده ها ساخته می شوند. امروزه از رادیو ایزوتوپها و پرتوهای ناشی از فرایندهای هسته ای جهت بهبود محصولات غذایی، نگهداری مواد غذایی، تعیین منابع آبهای زیرزمینی، استرلیزه کردن منابع و تولیدات پزشکی، آنالیز هورمونها، کنترل فرایندهای صنعتی و بررسی آلودگی محیط زیست استفاده فراوانی به عمل می آید.
تولید گونه هایی از محصولات غذایی دارای حاصلخیزی بیشتر، تولید گونه های مقاوم نسبت به آفات و کم آبی، استفاده موثر تر از منابع آبی و جمع آوری آنها، کنترل نابودی آفات، جلوگیری از فساد محصولات در هنگام نگهداری، از مهمترین موارد استفاده از علوم و تکنولوژی هسته ای در کشاورزی است. کاربرد روشهای هسته ای در علوم پزشکی نسبت به سایر بخشها معروفتر و عمومی تر است. بیش از ۱۰۰ سال است که دانشمندان با خواص اشعه ایکس آشنا شده اند و از آن برای تشخیص پزشکی استفاده می کنند. تصویربرداری، تشخیص، پیش بینی و درمان برخی بیماریها در نتیجه استفاده از پرتودهی و رادیوایزوتوپها حاصل می گردد. بطور مثال ید ۱۳۱(۱۳۱-I)

 

برای تشخیص محل و مکان تومورهای مغزی مورد استفاده قراز می گیرد و یا از آن برای تعیین فعالیت غده تیروئید و کبد استفاده می شود. کرم -۵۱(۵۱-Cr ) برای تحقیقات خون شناسی، ۷۵-Se برای بررسی لوزالمعده، ۵۷- Co برای تشخیص کم خونی، ۱۴-C برای تحقیقات بیولوژیکی و داروسازی، ۱۳۷- Cs جهت درمان غدد سرطانی، ۶۷-Cu برای از بین بردن غدد سرطانی از رایج ترین رادیوداروها در امر پزشکی می باشند. استفاده از پرتو گاما تولید شده از کبالت -۶۰(۶۰-Co ) از موثرترین و مقرون به صرفه ترین روشها در زمینه سترون نمودن وسایل، ابزار آلات و تولیدات پزشکی است.
طی نیم قرن گذشته، تکنولوژی هسته ای کاربردهای گسترده ای در صنعت یافته است. تسهیل عملیات اکتشاف و استخراج معادن زیرزمینی نفت و گاز، تشخیص محل نشت سیالات در لوله ها و مخازن، تعیین میزان خوردگی فلزات، اندازه گیری دقیق قطرسنجی، ضخامت سنجی و سطح سنجی، تعیین فرسودگی غشاء داخلی کوره های صنعتی، استفاده از اثرات متقابل پرتوها با مواد جهت بهینه سازی عملکرد آنها در صنعت و… تماما از مهمترین استفاده های صنعت از علوم و فنون هسته ای است. در این زمینه بطور مثال ۲۴۱- Am جهت تعیین محل حفاری چاههای نفت، ۱۰۹- Cd جهت آزمایش عیار فلزات، ۱۴- C برای تحقیقات باستان شناسی، ۸۵- Kr جهت اندازه گیری ضخامت صفحات و الیاف بکار می روند.
۴- برق هسته ای
از مهمترین منابع استفاده صلح آمیز از انرژی اتمی، ساخت راکتورهای هسته ای جهت تولید برق می باشد. راکتورهسته ای وسیله ای است که در آن فرایند شکافت هسته ای بصورت کنترل شده انجام می گیرد. در طی این فرایند انرژی زیاد آزاد می گردد به نحوی که مثلا در اثر شکافت نیم کیلوگرم اورانیوم انرژی معادل بیش از ۱۵۰۰ تن زغال سنگ بدست می آید. هم اکنون در سراسر جهان، راکتورهای متعددی در حال کار وجود دارند که بسیاری از آنها برای تولید قدرت و به منظور تبدیل آن به انرژی الکتریکی، پاره ای برای راندن کشتیها و زیردریائیها، برخی برای تولید رادیو ایزوتوپوپها و تحقیقات علمی و گونه هایی نیز برای مقاصد آزمایشی و آموزشی مورد استفاده قرار می گیرند. در راکتورهای هسته ای که برای نیروگاههای اتمی طراحی شده اند (راکتورهای قدرت)، اتمهای اورانیوم و پلوتونیم توسط نوترونها شکافته می شوند و انرژی آزاد شده گرمای لازم را برای تولید بخار ایجاد کرده و بخار حاصله برای چرخاندن توربینهای مولد برق بکار گرفته می شوند.
راکتورهای اتمی را معمولا برحسب خنک کننده، کند کننده، نوع و درجه غنای سوخت در آن طبقه بندی می کنند. معروفترین راکتورهای اتمی، راکتورهایی هستند که از آب سبک به

عنوان خنک کننده و کند کننده و اورانیوم غنی شده(۲ تا ۴ درصد اورانیوم ۲۳۵) به عنوان سوخت استفاده می کنند. این راکتورها عموما تحت عنوان راکتورهای آب سبک(LWR ) شناخته می شوند. راکتورهای WWER,BWR,PWR از این دسته اند. نوع دیگر، راکتورهایی هستند که از گاز به عنوان خنک کننده، گرافیت به عنوان کند کننده و اورانیوم طبیعی یا کم غنی شده به عنوان سوخت استفاده می کنند. این راکتورها به گاز- گرافیت معروفند. راکتورهای HTGR,AGR,GCR از این نوع می باشند. راکتور PHWR راکتوری است که از آب سنگین به عنوان کندکننده و خنک کننده و از اورانیوم طبیعی به عنوان سوخت استفاده می کند. نوع کانادایی این راکتور به CANDU موسوم بوده و از کارایی خوبی برخوردار می باشد. مابقی راکتورها مثل (FBR راکتوری که از مخلوط اورانیوم و پلوتونیوم به عنوان سوخت و سدیم مایع به عنوان خنک کننده استفاده کرده و فاقد کند کننده می باشد) LWGR(راکتوری که از آب سبک به عنوان خنک کننده و از گرافیت به عنوان کند کننده استفاده می کند) از فراوانی کمتری برخوردار می باشند. در حال حاضر، راکتورهای PWR و پس از آن به ترتیب PHWR,WWER,BWR فراوانترین راکتورهای قدرت در حال کار جهان
می باشند.
به لحاظ تاریخی اولین راکتور اتمی در آمریکا بوسیله شرکت “وستینگهاوس” و به منظور استفاده در زیر دریائیها ساخته شد. ساخت این راکتور پایه اصلی و استخوان بندی تکنولوژی فعلی نیروگاههای اتمیPWR را تشکیل داد. سپس شرکت جنرال الکتریک موفق به ساخت راکتورهایی از نوع BWR گردید. اما اولین راکتوری که اختصاصا جهت تولید برق طراحی شده، توسط شوروی و در ژوئن ۱۹۵۴در “آبنینسک” نزدیک مسکو احداث گردید که بیشتر جنبه نمایشی داشت، تولید الکتریسیته از راکتورهای اتمی در مقیاس صنعتی در سال ۱۹۵۶ در انگلستان آغاز گردید. تا سال ۱۹۶۵ روند ساخت نیروگاههای اتمی از رشد محدودی برخوردار بود اما طی دو دهه ۱۹۶۶ تا ۱۹۸۵ جهش زیادی در ساخت نیروگاههای اتمی بوجود آمده است. این جهش طی سالهای ۱۹۷

۲ تا ۱۹۷۶ که بطور متوسط هر سال ۳۰ نیروگاه شروع به ساخت می کردند بسیار زیاد و قابل توجه است. یک دلیل آن شوک نفتی اوایل دهه ۱۹۷۰ می باشد که کشورهای مختلف را برآن داشت تا جهت تأمین انرژی مورد نیاز خود بطور زاید الوصفی به انرژی هسته ای روی آورند. پ

س از دوره جهش فوق یعنی از سال ۱۹۸۶ تاکنون روند ساخت نیروگاهها به شدت کاهش یافته بطوریکه بطور متوسط سالیانه ۴ راکتور اتمی شروع به ساخت می شوند.
کشورهای مختلف در تولید برق هسته ای روند گوناگونی داشته اند. به عنوان مثال کشور انگلستان که تا سال ۱۹۶۵ پیشرو در ساخت نیروگاه اتمی بود، پس از آن تاریخ، ساخت نیروگاه اتمی در این کشور کاهش یافت، اما برعکس در آمریکا به اوج خود رسید. کشور آمریکا که تا اواخر دهه ۱۹۶۰ تنها ۱۷ نیروگاه اتمی داشت در طول دهه های ۱۹۷۰و ۱۹۸۰ بیش از ۹۰ نیروگاه اتمی دیگر ساخت. این مسئله نشان دهنده افزایش شدید تقاضای انرژی در آمریکاست. هزینه تولید برق هسته ای در مقایسه با تولید برق از منابع دیگر انرژی در امریکا کاملا قابل رقابت می باشد. هم اکنون فرانسه با داشتن سهم ۷۵ درصدی برق هسته ای از کل تولید برق خود درصدر کشورهای جهان قرار دارد. پس از آن به ترتیب لیتوانی(۷۳درصد)، بلژیک(۵۷درصد)، بلغارستان و اسلواکی(۴۷درصد) و سوئد (۸/۴۶درصد) می باشند. آمریکا نیز حدود ۲۰ درصد از تولید برق خود را به برق هسته ای اختصاص داده است.
گرچه ساخت نیروگاههای هسته ای و تولید برق هسته ای در جهان از رشد انفجاری اواخر دهه ۱۹۶۰ تا اواسط ۱۹۸۰ برخوردار نیست اما کشورهای مختلف همچنان درصدد تأمین انرژی مورد نیاز خود از طریق انرژی هسته ای می باشند. طبق
پیش بینی های به عمل آمده روند استفاده از برق هسته ای تا دهه های آینده همچنان روند صعودی خواهد داشت. در این زمینه، منطقه آسیا و اروپای شرقی به ترتیب مناطق اصلی جهان در ساخت نیروگاه هسته ای خواهند بود. در این راستا، ژاپن با ساخت نیروگاههای اتمی با ظرفیت بیش از ۲۵۰۰۰ مگا وات درصدر کشورها قرار دارد. پس از آن چین، کره جنوبی، قزاقستان، رومانی، هند و روسیه جای دارند. استفاده از انرژی هسته ای در کشورهای کاندا، آرژانتین، فرانسه، آلمان، آفریقای جنوبی، سوئیس و آمریکا تقریبا روند ثابتی را طی دو دهه آینده طی خواهد کرد.
۵- چرخه سوخت هسته ای
اورانیوم متداولترین سوخت برای راکتورهای هسته ای است. در مقایسه با اورانیوم، کاربرد توریوم و پلوتونیوم خیلی محدودتر است. اورانیوم را می توان به صورت خالص یعنی اورانیوم فلزی یا به صورت ترکیب مثل اکسید اورانیوم(UO2) و یا کربوراورانیوم(CU) بکار برد، اما اکسید اورانیوم متداولترین ماده برای سوخت راکتورهای تجاری است. اورانیوم به طور طبیعی به شکل مخلوطی از اکسیدهای مختلف است که به طور وسیعی در پوسته زمین به صورتهای پراکنده یافت می شود. غلظت اورانیوم در پوسته زمین حدود ۲ppm است که نشاندهنده فراوانی آن حتی بیشتر از عناصری مثل جیوه و نقره می باشد.
برای استفاده از اورانیوم به عنوان سوخت، ابتدا باید آنرا از سنگهای معدنی استخراج و جداسازی نمود (مرحله فراوری سنگ معدن اورانیوم). سپس با تبدیل و غنی سازی ، آنرا آما

ده برای تهیه سوخت کرد(مرحله تبدیل و غنی سازی اورانیوم). پس از آن با روشهای شیمیایی و فیزیکی مختلف به تولید سوخت هسته ای مناسب مبادرت نمود(مرحله تولید سوخت هسته ای) و نهایتا پس از استفاده سوخت در راکتوراتمی به بازفرآوری سوخت مصرف شده و جداسازی اورانیوم، پلوتونیوم و محصولات شکاف دیگر پرداخت(مرحله بازفرآوری). به مجموعه این فرایندها، چرخه سوخت هسته ای گفته می شود. بعبارت بهتر، به مجموعه فرایندها و مراحل تولید سوخت هسته ای تا مصرف و سپس بازفرآوری آن چرخه سوخت هسته ای می گویند. لفظ چرخه بدان جهت بکار می رود که عناصر شکاف پذیر پس از مصرف در راکتورهای هسته ای تحت بازفرآوری قرار گرفته و مجددا برای مصرف آماده می گردند. مراحل مختلف چرخه سوخت هسته ای عبارتند از:
۱- فراوری سنگ معدن اورانیوم
۲- تبدیل و غنی سازی اورانیوم
۳- تولید سوخت هسته ای
۴- بازفرآوری
هم اکنون به لحاظ صنعتی، کشورهای فرانسه، ژاپن، روسیه، آمریکا و انگلستان دارای تمامی مراحل تکنولوژی فراوری اورانیوم در تمامی مراحل چرخه سوخت هسته ای در اشل صنعتی می باشند. چنانچه اشل غیرصنعتی منظور گردد، کشورهای دیگری مثل هند نیز به لیست فوق اضافه خواهند شد. کشورهای کانادا و فرانسه در مجموع دارای بزرگترین کارخانه های تبدیل اورانیوم هستند که محصولات آنها شامل UO3,UO2,UF6 می باشند، پس از آنها به ترتیب کشورهای امریکا، روسیه و انگلستان قرار دارند. در زمینه غنی سازی، بی تردید امریکا و روسیه دارای بزرگترین شبکه غنی سازی جهان می باشند. در اشل صنعتی این دو کشور کار غنی سازی را از سال ۱۹۴۵ در امریکا و ۱۹۴۹ در شوروی آغاز نموده اند. پس از آنها، به ترتیب فرانسه، هلند و انگلستان بیشترین غنی سازی را انجام می دهند. درحال حاضر، امریکا بزرگترین تولید کننده سوخت هسته ای در جهان است که تمامی سوخت آن جهت استفاده در نیروگاههای BWR,PWR می باشد. پس از امریکا، کانادا تولید کننده اصلی سوخت هسته ای در جهان(برای راکتورهای PHWR) می باشد. به نظر می رسد کشور کانادا از پرسابقه ترین کشورها جهت تولید سوخت هسته ای است که فعالیت خود را در این زمینه از سال ۱۹۵۶ آغاز نموده است. پس از امریکا و کانادا، کشورهای انگلستان، روسیه ، ژاپن، فرانسه، آلمان، هند، کره جنوبی و سوئد تولید کنندگان اصلی سوخت هسته ای می باشند. در زمینه بازفرآوری سوخت مصرف شده، امریکا بیشترین سهم بازفراوری سوخت هسته ای را در جهان داراست. پس از آن فرانسه، انگلستان، روسیه، هند و ژاپن قرار دارند. درحال حاضر بین کشورهای جهان سوم، هندوستان پیشرفته ترین کشور در زمینه دانش فنی چرخه سوخت هسته ای می باشد.
۶- دیدگاههای اقتصادی و زیست محیطی برق هسته ای
جمهوری اسلامی ایران در فرایند توسعه پایدار خود به تکنولوژی هسته ای چه از لحاظ تأمین نیرو و ایجاد جایگزینی مناسب در عرصه انرژی و چه از نظر دیگر بهره برداریهای صلح آمیز آن در زمینه های صنعت، کشاورزی، پزشکی و خدمات نیاز مبرم دارد که تحقق این رسالت مهم به

عهده سازمان انرژی اتمی ایران می باشد، بدیهی است در زمینه کاربرد انرژی هسته ای به منظور تأمین قسمتی از برق مورد نیاز کشور قیود و فاکتورهای بسیار مهمی از جمله مسایل اقتصادی و زیست محیطی مطرح می گردند.
۱-۶) دیدگاه اقتصادی استفاده از برق هسته ای
امروزه کشورهای بسیاری بویژه کشورهای اروپایی سهم قابل توجهی از برق مورد نیاز خود را از انرژی هسته ای تأمین می نمایند. بطوریکه آمار نشان می دهد از مجموع نیروگاههای هسته ای نصب شده جهت تأمین برق در جهان به ترتیب ۳۵ درصد به اروپای غربی، ۳۳ درصد به آمریکای شمالی، ۵/۱۶ درصد به خاور دور، ۱۳ درصد به اروپای شرقی و نهایتا فقط ۷۴/۰ درصد به آسیای میانه اختصاص دارد. بدون شک در توجیه ضرورت ایجاد تنوع در سیستم عرضه انرژی کشورهای مذکور، انرژی هسته ای به عنوان یک گزینه مطمئن اقتصادی مطرح است. بنابراین ابعاد اقتصادی جایگزینی نیروگاههای هسته ای با توجه به تحلیل هزینه تولید(قیمت تمام شده) برق در سیستمهای مختلف نیرو قابل تأمل و بررسی است. از اینرو در اغلب کشورها، نیروگاههای هسته ای با عملکرد مناسب اقتصادی خود از هر لحاظ با نیروگاههای سوخت فسیلی قابل رقابت
می باشند.
بهرحال طی چند دهه گذشته کاهش قیمت سوختهای فسیلی در بازارهای جهانی، سبب افزایش هزینه های ساخت نیروگاههای هسته ای به دلیل تشدید مقررات و ضوابط ایمنی، طولانی تر شدن مدت ساخت و بالاخره باعث ایجاد مشکلات تأمین مالی لازم و بالا رفتن قیمت تمام شده هر واحد الکتریسیته در این نیروگاهها شده است. از یک طرف مشاهده میشود که طی این مدت حدود ۴۰ درصد از هزینه های چرخه سوخت هسته ای کاهش یافته است و از سویی دیگر با توجه به پیشرفتهای فنی و تکنولوژی حاصل از طرحهای استاندارد و برنامه ریزیهای دقیق بمنظور تأمین سرمایه اولیه مورد نیاز مطمئن و به هنگام احداث چند واحد در یک سایت برای صرفه جوئیهای ناشی از مقیاس مربوط به تأسیسات و تسهیلات مشترک مورد نیاز در هر نیروگاه، همچنان مزیت نیروگاههای اتمی از دیدگاه اقتصادی نسبت به نیروگاههای با سوخت فسیلی در اغلب کشورها حفظ شده است.
سایر دیدگاههای اقتصادی در مورد آینده انرژی هسته ای حاکی از آن است که براساس تحلیل سطح تقاضا و منابع عرضه انرژی در جهان، توجه به توسعه تکنولوژیهای موجود و حقایقی نظیر روند تهی شدن منابع فسیلی در دهه های آینده، مزیتهای زیست محیطی انرژی اتمی و همچنین استناد به آمار و عملکرد اقتصادی و ضریب بالای ایمنی نیروگاههای هسته ای، مضرات کمتر چرخه سوخت هسته ای نسبت به سایر گزینه های سوخت و پیشرفتهای حاصله در زمینه نیروگاههای زاینده و مهار انرژی گداخت هسته ای در طول نیم قرن آینده، بدون تردید انرژی هسته ای یکی از حاملهای قابل دسترس و مطمئن انرژی جهان در هزاره سوم میلادی به شمار می رود. در این راستا شورای جهانی انرژی تا سال ۲۰۲۰ میلادی میزان افزایش عرضه انرژی هسته ای را نسبت به سطح فعلی حدود ۲ برابر پیش بینی می نماید. با توجه به شرایط موجود چن

انچه از لحاظ اقتصادی هزینه های فرصتی فروش نفت و گاز را با قیمتهای متعارف بین المللی در محاسبات هزینه تولید(قیمت تمام شده) برای هر کیلووات برق تولیدی منظور نمائیم و همچنین تورم و افزایش احتمالی قیمتهای این حاملها(بویژه طی مدت اخیر) را براساس روند تدریجی به اتمام رسیدن منابع ذخایر نفت و گاز جهانی مدنظر قرار دهیم، یقینا در بین گزینه های انرژی موجود در جمهوری اسلامی ایران، استفاده از حامل انرژی هسته ای نزدیکترین فاصله ممکن را با قیمت تمام

شده برق در نیروگاههای فسیلی خواهد داشت.
۲-۶ ) دیدگاه زیست محیطی استفاده از برق هسته ای
افزایش روند روزافزون مصرف سوختهای فسیلی طی دو دهه اخیر و ایجاد انواع آلاینده های

خطرناک و سمی و انتشار آن در محیط زیست انسان، نگرانیهای جدی و مهمی برای بشر در حال و آینده به دنبال دارد. بدیهی است که این روند به دلیل اثرات مخرب و مرگبار آن در آینده تداوم چندانی نخواهد داشت. از اینرو به جهت افزایش خطرات و نگرانیها تدریجی در مورد اثرات مخرب انتشار گازهای گلخانه ای ناشی از کاربرد فرایند انرژیهای فسیلی، واضح است که از کاربرد انرژی هسته ای بعنوان یکی از رهیافتهای زیست محیطی برای مقابله با افزایش دمای کره زمین و کاهش آلودگی محیط زیست یاد می شود. همچنانکه آمار نشان می دهد، در حال حاضر نیروگاههای هسته ای جهان با ظرفیت نصب شده فعلی توانسته اند سالانه از انتشار ۸ درصد از گازهای دی اکسید کربن در فضا جلوگیری کنند که در این راستا تقریبا مشابه نقش نیروگاههای آبی عمل
کرده اند.
چنانچه ظرفیتهای در دست بهره برداری فعلی تولید برق نیروگاههای هسته ای، از طریق نیروگاههای با خوراک ذغال سنگ تأمین می شد، سالانه بالغ بر ۱۸۰۰ میلیون تن دی اکسید کربن، چندین میلیون تن گازهای خطرناک دی اکسید گوگرد و نیتروژن، حدود ۷۰ میلیون تن خاکستر و معادل ۹۰ هزار تن فلزات سنگین در فضا و محیط زیست انسان منتشر می شد که مضرات آن غیرقابل انکار است. لذا در صورت رفع موانع و مسایل سیاسی مربوط به گسترش انرژی هسته ای در جهان بویژه در کشورهای در حال توسعه و جهان سوم، این انرژی در دهه های آینده نقش مهمی در کاهش آلودگی و انتشار گازهای گلخانه ای ایفا خواهد نمود.
درحالیکه آلودگیهای ناشی از نیروگاههای فسیلی سبب وقوع حوادث و مشکلات بسیار زیاد بر محیط زیست و انسانها می شود، سوخت هسته ای گازهای سمی و مضر تولید نمی کند و مشکل زباله های اتمی نیز تا حد قابل قبولی رفع شده است، چرا که در مورد مسایل پسمانداری با توجه به کم بودن حجم زباله های هسته ای و پیشرفتهای علوم هسته ای بدست آمده در این زمینه در دفن نهایی این زباله ها در صخره های عمیق زیرزمینی با توجه به حفاظت و استتار ایمنی

کامل، مشکلات موجود تا حدود زیادی از نظر فنی حل شده است و طبیعتا در مورد کشور ما نیز تا زمان لازم برای دفع نهایی پسمانهای هسته ای، مسائل اجتماعی باقیمانده از نظر تکنولوژیکی کاملا مرتفع خواهد شد.

این فقط قسمتی از متن مقاله است . جهت دریافت کل متن مقاله ، لطفا آن را خریداری نمایید
word قابل ویرایش - قیمت 22700 تومان در 185 صفحه
227,000 ریال – خرید و دانلود
سایر مقالات موجود در این موضوع
دیدگاه خود را مطرح فرمایید . وظیفه ماست که به سوالات شما پاسخ دهیم

پاسخ دیدگاه شما ایمیل خواهد شد