دستاوردهای محققان هسته‌ای کشور/ حرکت به سمت تامین انرژی پایدار و پاک

اگرچه نخستین استفاده کنندگان از انرژی هسته ای از آن استفاده ضد انسانی داشته اند اما امروزه کاربردهای مختلف این فناوری و ظرفیت های آن برای رفاه حال جوامع بر هیچکس پوشیده نیست.

 

مروری بر فناوری هسته ای که امروزه به مسئله جهانی تبدیل شده در کشورمان طی یک‌ سال گذشته از پیشبرد اهداف و برنامه های علمی و دستیبابی به خودباوری حکایت دارد و اقدامات انجام شده در قالب پروژه‌هایی علاوه بر غنی سازی در چرخه سوخت و در بحث های صنعتی و کشاورزی از اهمیت کسب این دانش و رتبه ایران در میان دیگر کشورهای پیشرفته صاحب این فناوری پرده برمی دارد.

 

اکنون کشور ما با تولید شتابدهنده ها، گداخت هسته ای (همجوشی)، رادیوداروها و دیگر پروژه های صنعتی در عرصه فناوری هسته ای توانسته به چنان پیشرفتی برسد که هیچ یک از کشورهای منطقه به لحاظ سرعت و توانایی نتوانند همگام با آن حرکت کنند.

 

در گزارشی به بررسی عملکرد یک‌ سال گذشته ایران در پیشبرد پروژه‌های کلان فناوری هسته ای و دستاوردهای جدید فناوری هسته ای کشور در سال جهاد اقتصادی می پردازیم. 
 
همکاری ایران برای اجرای پروژه‌های تحقیقاتی آژانس انرژی اتمی

 

طبق گفته مسئولان، آژانس بین المللی انرژی اتمی یک قسمت از برنامه‌های تحقیقاتی خود را که حدود 12 پروژه تحقیقاتی می شود در زمینه جوش هسته‌ای به ایران واگذار کرد که پس از انجام این تحقیقات، نتایج آن در اختیار آژانس قرار داده شود تا آژانس نتایج این تحقیقات را در اختیار سایر محققان برای اجرا در راکتورهای بزرگ قرار دهد.

 

طبق این قرارداد پروژه های تحقیقاتی همچون اندازه گیری پارامترها در راکتور، مطالعه ناپایداری در محیط پلاسما، بررسی ساختارها، پروب ها و اندازه گیری ناخالصی ها در دیواره ها به ایران واگذار شد. همچنین کشورمان با هدف دستیابی به انرژی پاک در حوزه گداخت هسته‌ای با 16 کشور دنیا پروژه های مشترک زیر نظر آژانس بین المللی انرژی اتمی اجرا کرد.

 

انجام جوش هسته‌ای بدون استفاده از رادیواکتیو

 

دانشمندان کشورمان در یک پروژه مشترک بین المللی به همراه محققان کشورهای استرالیا، آمریکا و چین زیر نظر آژانس بین المللی انرژی اتمی موفق به انجام جوش هسته ای بدون استفاده از رادیواکتیو شدند.

 

امروزه بحران انرژی به حدی است که نفت تنها تا 20 سال و گاز تا 40 سال آینده می تواند نیازهای بشر را تامین کند از این رو کشورهای دنیا به سمت تامین انرژی از منابعی رفته اند که مقرون به صرفه باشد و آلودگی های رادیواکتیو نداشته باشد.

 

در حال حاضر سوختی که در نیروگاههای هسته ای برای شکافت هسته ای استفاده می شود رادیواکتیویته است که از بین بردن زباله های این نیروگاهها صدها سال طول می کشد اما در جوش هسته ای، هسته های سبک D -T جوش داده می شود و یک مقدار نوترون آزاد می شود که این نوترون آزاد شده همان رادیواکتیویته است. براین اساس در این پروژه با استفاده از "برم و هیدروژن" عمل جوش بدون رادیواکتیویته و در راستای تامین انرژی پایدار و پاک انجام می شود. با 100 ثانیه گداخت هسته ای می توان 500 مگاوات برق تولید کرد.

 

اجرای پروژه گداخت هسته ای با روش لیزر

 

به گزارش مهر، همزمان با اجرای پروژه جوش هسته ای با استفاده از پلاسما، مرکز تحقیقات فیزیک پلاسما واحد علوم و تحقیقات اجرای تحقیقاتی در زمینه گداخت هسته ای به وسیله لیزر را نیز در دستور کار قرار دارد و همکاری های تئوری آن را نیز با دانشگاههای آمریکا و استرالیا آغاز کرد. برای اجرای این پروژه نیز با دانشگاه اوزاکای ژاپن برای ساخت لیزر وارد مذاکره شد.

 

بطور کل پروژه هایی که در زمینه جوش هسته ای اجرا می شود می تواند کشور را در تولید انرژی پاک بدون استفاده از رادیو اکتیویته یاری کند که در این راستا پروژه گداخت هسته ای با روش لیزر نیز در دستور کار قرار گرفته است.

 

گفته شده است که ایران در میان کشورهای خاورمیانه تنها کشوری است که موفق به دستیابی تولید انرژی از روش گداخت هسته ای شده است .

 

ساخت مسیریاب پیشرفته برای حفاری چاههای نفتی
 
پژوهشگران دانشکده مهندسی هسته ای دانشگاه صنعتی امیرکبیر موفق به طراحی دو نوع مسیریاب پیشرفته برای استفاده در مخازن نفتی در دریا و خشکی شدند که دستیابی به فناوری پیشرفته دستگاه های مسیریاب مغناطیسی و عدم انتقال این فناوری به کشورهای در حال توسعه را از جمله علل طراحی و ساخت نمونه داخلی این دستگاهها عنوان شده است.

 

نمونه اول دستگاههای مسیریاب برای حفاری چاه های نفت در دریا و خشکی استفاده شده و از نوع دوم برای ردیابی موقعیت و بدنه مغناطیسی چاه از پیش حفر شده در اعماق بیش از 2 هزار متر که دچار حادثه آتش سوزی شده استفاده خواهد شد. در ساخت این دستگاه از استانداردهای الکترونیک هسته ای استفاده شده و به گفته پژوهشگران این طرح دقت کار دستگاههای ساخته شده بهتر از نمونه های خارجی کنونی است و "زاویه سمت" را با خطای کمتر از سه دهم درصد و زاویه انحراف از افق را با خطایی کمتر از پنج صدم درصد اندازه گیری می کند.
 
امکان تولید برق و آب از زباله‌های بیمارستانی

 

به گزارش مهر، در سال 89 پژوهشگران ایرانی با استفاده از فناوری پلاسما موفق به بازیافت زباله های بیمارستانی و تولید الکتریسیته و هیدروژن شدند .

 

پلاسما را حالت چهارم ماده می دانند که در صورت وارد کردن انرژی به گاز، این ماده به پلاسما تبدیل می شود. 99/99 درصد دنیا از پلاسما تشکیل شده و بشر در یک صدم درصدی از عالم زندگی می کند که حالت های جامد، مایع و گاز وجود دارد.

 

براین اساس پلاسما کاربردهای فراوانی دارد از آن جمله می توان به ساخت تلویزیون های پلاسمایی و تولید لامپهای پلاسمایی اشاره کرد این لامپها دو برابر بیشتر از لامپ های معمول روشنایی دارد. در همین حال بازیافت زباله های بیمارستانی که روزانه حدود 400 تن تخمین زده می شود مورد بررسی محققان کشور در مرکز فیزیک پلاسما واحد علوم تحقیقات دانشگاه آزاد قرار گرفت که با استفاده از فناوری پلاسما می توان الکتریسیته و هیدروژن تولید کرد به این صورت که با اعمال دمای بالا، زباله ها را به اجزای سازنده  تبدیل و از این طریق برق و آب تولید شود.

 

تولید الماس مصنوعی، رفع آلودگی های شیمیایی، هسته ای و میکروبی از تجهیزات حساس و تولید ترانزیستور از دیگر کاربردهای پلاسما است و علاوه بر این می توان از این فناوری در تولید لباس های ضد امواج استفاده کرد که این لباس ها قابل ردیابی به وسیله دوربین های مادون قرمز نیستند. در همین حال درمان انواع سرطان ، تولید چاقوهای پلاسمایی، تولید الیاف ضد باکتری و روشی برای جلوگیری از خونریزی از کاربردهای پزشکی پلاسما است.

 

تولید لباسهای مناسب برای صنعت هسته‌ای

 

گروهی از محققان کشور تحقیقاتی را بر روی ضد اشعه کردن منسوجات و تولید الیاف هوشمند با استفاه از فرایند پلاسما آغاز کردند تا الیاف همه کاره ای تولید کنند که در تولید لباسهای مناسب برای صنعت هسته ای کاربرد داشته باشد.

 

علاوه بر ضد اشعه کردن منسوجات با استفاده از فناوری پلاسما و مقاوم کردن منسوجات در برابر اشعه های ماورای بنفش و مادون قرمز ، همه کاره کردن منسوجات و مقاوم سازی الیاف از دیگر برنامه های تحقیقاتی کشور در حوزه نساجی با استفاده از فناوری های هسته ای  است .

 

در بحث همه کاره کردن منسوجات قرار است منسوجاتی با خواص توامان ضد آب، ضد لک، ضد چروک، آنتی باکتریال، ضد آتش و ضد اشعه تولید شود. پیش از این برای آنتی باکتریال کردن منسوجات از نانو ذرات نقره استفاده می شد که خواص آن با شستشو از بین می رفت از این رو آنتی باکتریال منسوجات با استفاده از فرایند پلاسما در دستور کار قرار گرفت.در زمینه تولید الیاف هوشمند نیز تحقیقاتی در کشور انجام شده و محققان کشورمان به تولید منسوجات هادی جریان الکتریسیته دست یافته اند.

 

دستاوردهای هسته ای در سال جهاد اقتصادی

به گزارش مهر در پنجمین جشن ملی روز فناوری هسته‌ای که روز شنبه برگزار شد نیز دستاوردهای جدیدی از دانشمندان کشورمان در چرخه سوخت رونمایی شد که از جمله آن می توان به تولید دی اکسید اورانیوم طبیعی با خلوص هسته‌ای به عنوان خوراک نیروگاه آب سنگین اراک، رادیو داروی 64CU-ATSM، ساخت دستگاه طیف سنج جرمی چهار قطبی، استقرار هم‌زمان سامانه‌های پرتودهی در دو استان کشور، تولید ژنراتور رادیو دارویی گالیوم-68 / ژرمانیوم – 68 برای اولین بار در آسیا، تولید ایزوتوپ‌های پایدار در مجتمع آب سنگین اراک و ساخت اولین شتابگر الکترواستاتیک 200KeV اشاره کرد.

رادیوداروی 64CU-ATSM یکی از مهمترین رادیو داروهای مورد استفاده در روش نوین تصویربرداری با گسیل پوزیترون معروف به PET است که تشخیص بافت کم اکسیژن توسط آن با موفقیت در بیماری‌های انسانی در 3 کشور جهان آزمایش شده  که تشخیص این بافت در بسیاری از بیماری‌ها از جمله سرطان‌ها، سکته قلبی و مغزی بسیار حیاتی است. با تولید این رادیودارو  ایران پس از کشور ژاپن دومین تولیدکننده در آسیا و چهارمین تولیدکننده در جهان محسوب می‌شود که به دلیل خواص استثنایی هسته‌ای هم دارای اثرات تشخیصی و هم اثرات درمانی است..

تولید انبوه ژنراتور رادیودارویی گالیوم-68 / ژرمانیوم – 68 برای اولین بار در آسیا از دیگر دستاوردهای هسته ای کشور بود که روز گذشته به بهره برداری رسید. این سیستم رادیودارویی جایگاه ویژه‌ای در تشخیص بیماری‌ها به ویژه سرطان‌های سیستم نورواندوکرین دارد. گالیوم 68 یکی از رادیونوکلئیدهای مهم و کاربردی در حوزه پزشکی هسته‌ای برای استفاده در تصویربرداری به روش PETاست.

عملیات اجرایی استقرار سامانه‌های پرتودهی استان‌های چهارمحال بختیاری و آذربایجان شرقی نیز همزمان با روز ملی فناوری هسته‌ای در کشور آغاز شد که این سامانه‌ها دارای مزایای منحصر به فردی از جمله پرتودهی بسته‌بندی نهایی محصول، عدم تاثیر دما، فشار و رطوبت بر عملکرد آن، عدم ایجاد آثار سوء بر مصرف‌کنندگان، تاثیر فوری و قابلیت استفاده فوری از محصول و همچنین عدم استفاده از افزودنی‌های شیمیایی هستند و کاربردهای مختلفی در کشاورزی و صنایع غذایی، پلیمر، شیمی و محیط زیست، صنعت، پزشکی و بهداشتی دارد که از جمله آنها جلوگیری از فساد محصولات کشاورزی، کاهش آلودگی‌های میکروبی، افزایش زمان ماندگاری میوه و مواد غذایی، اصلاح ساختار مولکولی و بهبود خواص حرارتی است.

پژوهشگران و متخصصین پژوهشگاه علوم و فنون هسته‌ای سازمان انرژی اتمی ایران همچنین موفق شدند یک سیستم کامل شتابدهنده با انرژی بیشینه KeV200را برای تولید باریکه پروتون، دوترون و آلفا طراحی و تولید کنند که در این پروژه علاوه بر ساخت ستون شتاب دهنده مناسب برای انرژی KeV200، منبع تغذیه KeV200، ترانس ایزوله KeV200، چشمه یونی از نوع فرکانس رادیویی، اتصالات و متعلقات مرتبط به هدایت باریکه در خلاء و سیستم کنترلی، مونیتورینگ و ... طراحی و ساخته شد.