بخشی از مقاله
چکیده
انرژی اتمی یا انرژی هستهای به استفاده از فرآیندهای هستهای حرارت زا برای ایجاد گرما و الکتریسیته ی مفید تلقی می شود. این فرآیند شامل شکافت هستهای، پرتوزایی و همجوشی هستهای میباشد. امروزه، شکافت هستهای عناصر دسته ی آکتینیدها در جدول تناوبی اکثریت قریب به اتفاق انرژی هستهای مورد نیاز بشر را با استفاده از فرآیندهای پرتوزایی تولید میکند، که در درجه ی اول به شکل انرژی زمین گرمایی و مولد گرما-الکتریکی ایزوتوپی نیاز انسان را برطرف میسازد.
اما این فرآیند همانند دیگر فرآیندهای شیمیایی آلودگی هایی در پی دارد که در مرحله تولید و بهره برداری باید مورد توجه قرار بگیرد. آلودگی هسته ای به نوعی از آلودگی اتلاق می شود که توسط زبالهها و یا پسماندهای هستهای ایجاد می گردد. اینها موادی هستند که در نیروگاههای هستهای از طریق شکافت هستهای تولید میشوند. این پسماندها حاوی رادیو نوکلئیدها با نیمه عمر بالا و متوسط بوده که بیشترآنها از بازیافت سوخت های مصرف شده ایجاد می شوند. همچنین گاهی در مرحله بهره برداری با آزاد شدن مواد رادیواکتیو این آلودگی هسته ای وارد محیط زیست می شود. مقاله حاضر به بررسی دقیق آلودگی هسته ای می پردازد و انواع و منابع آن را شرح می دهد. سپس راهکارهای علمی و عملی ثابت شده ای را در جهت کاهش و مبارزه با این نوع آلودگی بیان می کند.
-1 مقدمه
انرژی هسته ای انرژی گرمایی آزاد شده حاصل از شکافت اتم اورانیوم است که از آن برای تولید بخار آب و گرداندن توربینهای تولید برق استفاده میشود. اورانیوم معدنی طی فرآیندی در تأسیسات فرآوری باید به گاز هگزافلوراید یا uf6تبدیل شود و سپس با تزریق به شبکه ای از سانتریفیوژها غنی شده وسپس قابل استفاده است. البته فقط اورانیوم نیست که با آن میتوان انرژی هسته ای تولید کرد، مثلا از پولوتونیم یا دیگر رادیواکتیوها نیز میتوان انرژی هسته ای تولید نمود، این انرژی در دسته انرژی های نیمه پاک و غیر قابل تجدید تقسیم بندی میشود زیرا زباله ها و پسمانده های آن هزاران سال در محیط زیست باقیمانده و برای سلامت موجودات زنده بسیار خطرناک هستند، با وجود این پس از مقایسه آماری بین خطرات همه انواع انرژی، انرژی هسته ای جزو بهترین گزینه های موجود به شمار میآید.
لازم به ذکر است انرژی هسته ای به تمامی انرژیهای دیگر قابل تبدیل است ولی هیچ انرژی به انرژی هسته ای تبدیل نمیشود. واپاشی هستهای - فروپاشی هستهای - نیز به مجموعه فرآیندهای مختلفی گفته میشود که در هستهی اتمهای ناپایدار پرتوزا رخ میدهد وم نجربه تولید ذرات زیراتمی میشود. به این ذرات زیراتمی که از واپاشی تدریجی اتمهای ناپایدار حاصل میشوند، پرتوهای رادیواکتیو میگویند. در اثر واپاشی هستهای پس از یک زمان تصادفی، هستههای بزرگ به هستههای کوچکتر ومعمولاً پایدارتر تجزیه میشوند و ماده اولیه به تدریج ازبین می رود. البته جرم مواد جدید تنها به میزان اندکی کمتراز ماده اولیه خواهد بود و انرژی آزاد میشود. این فرآیند یک پیشامد است، یعنی نمیتوان زمان دقیق واپاشی یک اتم مشخص را پیشبینی کرد، البته نیمه عمرآن قابل تعیین است .
پرتوزاها عناصری هستند با هسته اتمی ناپایدار و هنگام تجزیه اشعه هایی مثل آلفا، بتا و گاما آزاد می کنند. از 450 ایزوتوپ شناخته شده تنها برخی از آنها باعث نگرانی محیط زیست هستند، مثل استرانیوم 90، ترتیوم، پلوتینیوم 239، آرگون 41، کبالت 60 و غیره. این رادیوایزوتوپ ها می توانند هم مفید و هم مضر باشند و این به روش استفاده از آنها بستگی دارد. امروزه به طور معمول از اشعه ایکس برای بررسی و تشخیص شکستگی استخوان استفاده می کنیم. همچنین در درمان سرطان و تشخیص بیماری ها از پرتوها و رادیواکتیو استفاده میکنیم. مواد رادیواکتیو زمانی که وارد محیط می شوند یا می توانند پراکنده و پخش شوند و یا در موجودات زنده از طریق زنجیره غذایی جمع شوند.
به غیر از رادیوایزوتوپ های طبیعی مقدار قابل توجهی توسط فعالیت های انسانی مثل نیروگاههای هسته ای، تولید سلاح هسته ای و آزمایش بمب هسته ای تولید می شود. به عنوان مثال استرانسیوم 90 مانند کلسیم عمل می کند و به راحتی می تواند خود را جایگزین کلسیم کرده و در بافت استخوان جا بگیرد و این می تواند توسط مصرف شیر حاوی استرانسیوم به انسانها منتقل شود. نمونه دیگر تریتیوم می باشد که هیدروژن رادیواکتیو است. مقدار تریتیوم آزاد شده به جو از نیروگاههای هسته ای در برخی کشورها دهها هزار کوری در سال می باشد و میزان وارد شده به آب دهها میلیون میکروکوری در هر لیتر می باشد.
استاندارد سازمان حفاظت محیط زیست ایالات متحده مقدار مجاز تریتیوم در آب را 20 هزار میکرو کوری درهر لیتر اعلام کرده است. . - Sovacool 2010 - نیروگاههای هسته ای به طور معمول و تصادفی مقداری تریتیوم به هوا آزاد می کنند. تریتیوم یک نیمه عمر 12 ساله دارد و ذرات بتا را نیز ساطع می کند. هنگامی که ترتیوم استنشاق و یا خورده می شود ذرات بتای آن می تواند یک بمباران سلولی ایجاد کند و این باعث جهش سلولی می شود. مشاغل معدودی در معرض اشعه های رادیواکتیو هستند مثل کارگرهای معدن اورانیوم، کارکنان فنی در نیروگاههای هسته ای و همه پرسنل نیروگاههای هسته ای. قرار گرفتن در معرض خطرات رادیواکتیو و هسته ای از نظر بالینی ثابت شده است که موجب بروز سرطان و جهش های زنتیکی شده و در برخی موارد موجب نقص رشد جنین می شود.
اثرات مخاطره آمیز هسته ای می تواند به صورت اولیه و یا ثانویه - پایدار - باشد. اثرات اولیه در همان منطقه انفجار پدیدار می شود و فقط لحظاتی بعد از انفجار خطرناک هستند در حالیکه اثرات ثانویه روزها و سالها باقی می مانند و موجب مرگ می شوند. اثرات اولیه شامل انفجار و تابش می باشد. انفجار باعث آسیب به ریه ها، پارگی پرده گوش، جراحت و حتی مرگ آنی می شود. اشعه حرارتی یا گرمایی اشعه گرما و نور است که در یک انفجار هسته ای ساطع می شود و تولید آتش سوزی عظیم میکند که ممکن است باعث سوختگی پوست و یا کوری شود. تابش های هسته ای متشکل از اشعه های شدید گاما و نوترون ها می باشند که در طی اولین دقیقه بعد از انفجار تولید می شوند. این اشعه آسیب بزرگی به سلول های بدن وارد می کند. آسیب های تشعشعی ممکن است باعث سردرد، تهوع، استفراغ، اسهال و حتی مرگ شود و این علائم به میزان دریافت تابش بستگی دارد - آریان پور . - 1350
-2 انواع آلودگی هسته ای
به طور کلی در تماس با مواد رادیواکتیو 2 نوع آلودگی وجود دارد : - Ramana 2009 -
الف - سطح پائین، که بیشتر در مصارف پزشکی نظیر رادیولوژی، پرتودرمانی و اشعه ایکس وجود دارد. در این سطح، به دلیل آنکه مواد رادیواکتیو، عمرکوتاهی دارند، خیلی سریع ازبین می روند.
ب - سطح بالا، که در اثر حضور در مرکز راکتور هستهای به وجود میآید، مواد رادیواکتیوی نظیر اورانیوم، پلوتونیوم و دیگر عناصر رادیواکتیوی به هنگام شکافت هستهای تولید میشوند. بسیاری از عناصر تولید شده در این فرآیند نیمه عمر بالایی دارند. بعضی از این مواد تا صدها سال نیز وجود دارندکه وجود آنها صدمات جبران ناپذیری را به محیط زیست وارد میکند.
-3 منابع آلودگی هسته ای
این منابع به دو قسمت تقسیم می شوند. منابع طبیعی و منابعی که توسط انسان ها ایجاد می شوند . - Mondal 2015 -
الف - منابع طبیعی
* اشعه های کهکشانی از فضاهای خارجی
* امواج ساطع شده از مواد رادیواکتیو در پوسته زمین
ب - منابع انسانی
* استخراج سنگ رادیواکتیو از معدن
