مواردي از اهميت و جايگاه استفاده از انرژي هسته اي و كاربرد آن در بخش كشاورزي
مواردي از اهميت و جايگاه استفاده از انرژي هسته اي و كاربرد آن در بخش كشاورزي
* در زير سخنان آقاي مسعود اخوان فرد كه در خبر گزاري فارس در مورخ 89/10/28 انجام شده است آمده است :
معاون بينالملل و برنامهريزي سازمان انرژي اتمي درباره هدفگذاري براي استفاده از انرژي هستهاي در كشاورزي گفت: طي برنامه هاي پنج ساله استفاده از انرژي هسته اي را با جديت دنبال ميكنيم و كشاورزي را به عنوان يك محور براي استفاده از كاربردهاي انرژي هستهاي تعريف كردهايم. در نهايت اهميت و جايگاه انرژي هسته در اين بخش به حدي از ارزش برخوردار است كه فائو در بهره گيري از فناوري هسته اي در كشاورزي تأكيد زيادي دارد، به نحوي كه دانش هسته اي را در اين بخش موجب افزايش امنيت غذايي عنوان كرد ه است.
در همين راستا به خبر زير توجه فرماييد:
به گزارش خبرگزاري فارس به نقل از روابط عمومي وزارت جهاد كشاورزي، سازمان خواروبار جهاني(فائو) با توجه به برنامه مشترك اين سازمان با آژانس بين المللي انرژي اتمي در خصوص استفاده از فناوري هسته اي در كشاورزي، در ابتكاري جديد جمعي از سفرا و نمايندگان كشورهاي عضو اين سازمان را دعوت كرد. در اين دعوت، بازديد از آخرين دستاوردهاي هسته اي در مقر آژانس انرژي اتمي در وين جزو برنامه بود تا كشورها را براي استفاده هر چه بيشتر از اين فناوري و براي كمك به تحقق امنيت جهاني غذا تشویق کنند. " جواد توكليان " سفير و نماينده دائم جمهوري اسلامي ايران در فائو كه يكي از اين دعوت شدگان بود،گفت: در اين بازديد توانستيم با آخرين تكنيك هاي مربوط به استفاده از فناوري هسته اي در بخش كشاورزي مانند پرتودهي به منظور كاهش ضايعات كشاورزي و كنترل علف هاي هرز، استفاده از اين فناوري در مديريت آب و خاك و تغذيه گياهي و استفاده از تكنيكهاي هسته اي در تهيه واكسن هاي دامي آشنا شويم. توكليان افزود: همچنين در اين بازديد مسئولان سازمان انرژي هستهاي در وين، با آخرين فعاليت هاي جمهوري اسلامي ايران در زمينه استفاده از انرژي صلح آميز هسته اي در بخش كشاورزي آشنا شدند.
فائو اعلام كرد:استفاده از دانش هسته اي در كشاورزي موجب پاكي محصول و كاهش مصرف سموم و افات مي شود
کاربرد انرژي هسته اي درکشاورزي
ایران درزمینه فعالیت های کشاورزی درمقایسه با کشورهای هندوپاکستان ، همانند دونده ای است که با موانع بیشتری برای رسیدن به جایگاه مطلوب مواجه بود.،لذا درمقطعی حرکت اش بسیارکند شد. درحال حاضرسه مرکزمجزا درپاکستان به کشاورزی هسته ای می پردازند درحالی که درایران درطی سی سال گذشته ، فقط یک مرکز(کرج) وجوددارد. به کارگیری موادهسته ای درتحقیقات کشاورزی امکان ردیابی دقیق تررشد و نمو یا (تغذیه وفیزیولوژی گیاهان) رابه ما می دهد. مشاهده گردیده است که با استفاده ازانرژی هسته ای ، پاکستان وهند برروی پنبه کارکرده اند ورقمی رابه نام (نیاب78) تولیدکرده اند که درحال حاضرپاکستان دراین زمینه به مرز صادرات رسیده است. همچنین برنج رقم(زفو) بیش ازیک میلیون هکتاراز زمین های زیرکشت برنج درچین را به خود اختصاص داده است..سال گذشته ایران توانست به دورقم برنج به نامهای «پویا وتابش» برای اولین باردرکشورکه ازروش موتانت (جهش یافته ) بدست آمده اند، دست پیداکند، این ارقام از گروه طارم وموسی طارم و درگروه برنج صدری هستند که درمقایسه با نمونه های شاهد(قبلی ) دیگرمشکل بلندی قامت وعدم مقاومت دربرابرآفات راندارند.
کشاورزی هسته ای هیچ ارتباط خاصی با نقولات اورانیوم ، غنی سازی ، سانتریفوژ، بازفرآوری وغیره ندارد، بلکه هرنوع فعالیت کشاورزی که درآن به نوعی ازایزوتوپ ورادیوایزوتوپ ، مستقیم یا غیرمستقیم استفاده کند، زیرمجموعه کشاورزی هسته ای محسوب می شود.
دانستن این که بسیاری ازمردم کشورمان درنواحی کویری نه تنها ازدستاوردهای این رشته ازفناوری هسته ای درمزارعشان استفاده می کنند ، بلکه ازاین محصول برداشت وتولید می نمایند مایه بسی خرسندی است. گندم طبسی یاهمان گندم اتمی یکی ازبهترین گندم ها، برای مناطق خشک وشورایران است ، این گندم که درابتدا مشکل بلندی قد داشت ، بذرآن درمرکز تحقیقات کشاورزی هسته ای موردبررسی واصلاح قرارگرفت. به کارگیری بذراین گندم دربعضی ازنقاط کشور، مثل طبس تا70درصدافزایش تولید به همراه داشت.
ولی برای یک سری ازمحصولات به ویژه محصولاتی که ازجاهای دیگروارد کشورما شدند، مانند محصولات مهمی مثل سیب زمینی ، ذرت ، آفتابگردان ، گوجه فرنگی این گونه محصولات تنوع ژنتیکی زیادی درایران ندارند، ولی ما برای اینکه ترکیب ژنتیکی مناسب باشرایط کشورخودمان را بوجودبیاوریم و به زارع بدهیم که بکارد وافزایش تولید وافزایش محصول به دست بیاورد برای این کارنیازمند آن هستیم که منابع ژنتیکی یا از جاهای دیگرواردکنیم یا اینکه بااستفاده ازتکنیک های غیرمعمول استفاده کنیم تابتوانیم تنوع ژنتیکی مناسبی ایجاد تا ازاین تنوع ، ترکیبات مناسبی تهیه کنیم ازجمله این تکنیک ها ، تکنیک هسته ای است که بسیارکاربرددارد.
تحقیقات نشان داده است که این انرژی درایجادمقاومت محصولات کشاورزی دربرابرحشرات مضر، افزایش نیتروژن وفسفات خاک توسط گیاهان ، مدیریت داشت کشاورزی درزمینهای خاکی وافزایش کارایی چرخه های نیتروژن وکربن درزمین نتایج مثبتی داشته است.
به طورکلی تکنیک های هسته ای درعلوم مختلف کشاورزی وگیاه شناسی را می توان به سه گروه اصلی تقسیم کرد:
الف) تکنیک های پرتوتابی: پرتوهای یون ساز، ازایزوتوپ های رادیواکتیو، دستگاه اشعه ایکس، رآکتوروشتاب دهنده ها تولید می شوند ودرتحقیقات کشاورزی ازآنها درزمینه های مختلف من جمله درایجاد موتاسیون (جهش) درگیاهان ، کنترل حشرات ازطریق عقیم کردن آنها، مبارزه با آفات انباری ونگهداری فرآورده های کشاورزی ، تولید واکسن ازپارازیت های تضعیف شده توسط تشعشع ، تحریک میزان رشد گیاه وبسیاری موارد دیگراستفاده می شود.
ب) تکنیک ردیابی:مبنای تکنیک های ردیابی براین اساس پایه گذاری شده است که اکثرعناصرشیمیایی دارای ایزوتوپ های مختلف می باشند. این ایزوتوپ ها ازلحاظ خواص شیمیایی یکسان ولی ازلحاظ وزن هسته با یکدیگر متفاوت هستند. به همین علت هسته بعضی ازاین ایزوتوپ ها ناپایداربوده وسعی دارند تا از طریق برقراری تعادل درتعداد نوترون هسته ، به مرحله پایداری برسند و دراین جریان ازخود پرتوهای آلفا، بتا یا گاما ساطع می کنند. ردیابی ایزوتوپهای ساطع کننده پرتوو یا به اصطلاح رادیواکتیو مانند32- ویا ردیابی ایزوتوپ های پایدارمانند نیتروژن15- ازطریق اندازه گیری نسبت ایزوتوپی با عنصرمعمولی به راحتی و با دقت بسیاربالا امکان پذیراست . چون دراین روش برخلاف روشهای کلاسیک، امکان تفکیک بین منابع مختلف عنصرغذایی وجوددارد(خاک، کود یا نیتروژن اتمسفری ) ، بنابراین می توان ازطریق ردیابی عنصرنشان دار شده تمام مسائل مربوط به حرکت وتجمع کود مصرف شده را درخاک وهمچنین جذب ، حرکت وتجمع آن را درگیاه با دقت بررسی کرد. نشاندارکردن سموم و نیز بررسی دقیق مسائلی مانند جذب ، تعیین زمان پایداری سم درگیاه ، غلظت وتعداد دفعات سم پاشی لازم وپسماند آن درگیاه وخاک نیزامکان پذیراست . علاوه براین تکنیک ردیابی تنها روشی است که به کمک آن می توان مسائل بسیارردیگری رادرشرایط طبیعی مزرعه یا آزمایشگاه مورد بررسی قرارداد. مانند تعیین حوزه فعالیت ریشه ، تعیین شعاع فعالیت آفات ، تثبیت بیولوژیک نیتروژن هوا توسط گیاهان ، مسائل مربوط به تغذیه گیاه دررابطه با رطوبت خاک ، قابلت جذب عناصرمختلف توسط ریشه ، مسائل مربوط به متابولیسم موادغذایی دردام وطیوروسایرموارد.
ج) تکنیک تجزیه به روش اکتیوکردن: دراین روش نمونه گیاهی یا حیوانی دررآکتوردرمعرض تشعشع نوترون های حرارتی قرار می گیرد وعناصر موجود درآن ، نوترون جذب کرده ورادیواکتیومی شوند. دراین صورت تشخیص واندازه گیری کمی عناصرموجود درنمونه میسرمی گردد. ازآنجایی که حساسیت این تکنیک درمقایسه باسایرروش ها بسیارزیاد است ،بنابراین عمدتاً ازاین روش برای تعیین مقادیر بسیارجزئی ازعناصرموجوددربافت های گیاهی وحیوانی استفاده می شود.
پرتودهی ،عبارت است ازقراردادن ماده غذایی درمقابل مقدارمشخصی ژرتوگاما، به منظورجلوگیری ازجوانه زنی بعضی محصولات غذایی مانند پیاز وسیب زمینی و همچنین کنترل آفات انباری ، کاهش بارمیکروبی و قارچی بعضی ازمحصولات مانند زعفران وادویه وتأخیردررسیدن بعضی میوه ها به منظورافزایش زمان نگهداری آنها.... دربخش کودها مطالعات مربوط به تغذیه گیاهی نیزازاین روش استفاده می شود مانند نحوه جذب کودها وعناصر بااستفاده ازتکنیک پرتوتابی هسته ای می توان تغییرات ژنتیکی موردنظر رابرای اصلاح محصول درتوده های گیاهی به کاربرد. برای نمونه کشورپاکستان که بیابان های وسیع وزمین های بایرفراوانی دارد ، ازراه کشاورزی هسته ای ، ارقام پرمحصولی ازگیاهان رادرهمین مناطق پرورش داده است.
تکنیک های هسته ای درپیشگیری ، کنترل وتشخیص بیماریهای دامی ، درتولیدمثل دام، درتغذیه دام، دراصلاح نژاد دام ، دربهداشت وایمنی محصولات دامی وخوراک دام نیزمؤثراست .
کاربردتکنیک های هسته ای درمدیریت منابع آب یا بهبود دسترسی به منابع آب جهان ، یکی اززمینه های بسیارمهم توسعه شناخته شده است. بیش ازیک ششم جمعیت جهان درمناطقی زندگی می کنند که دسترسی مناسب به آب آشامیدنی بهداشتی ندارند.تکنیک های هسته ای برای شناسایی حوزه های آبخیز زیرزمینی، هدایت آبهای سطحی وزیرزمینی ، کشف وکنترل آلودگی و کنترل نشت وایمنی سدها به کار می رود. ازاین تکنیک ها برای شیرین کردن آب شوروآب دریانیزاستفاده می شود.
بررسی استفاده ازموتاژن فیزیکی پرتوی گاما درایجاد تنوع ژنتیکی در گیاه برنج ، بررسی مقدماتی موتانتهای خلص سویا، القای موتاسیون درنارنگی به منظورتنوع ژنتیکی ،استفاده ازآب وخاک شور درکشاورزی پایدار، بررسی امکان ایجاد موتاسیون یا به کارگیری پرتوی گاما برای تولید لاینهای زودرس ومقاوم به ریزش درکنجد، استفاده ازروش پرتودهی به منظورجلوگیری ازضایعات محصولات کشاورزی نیزازجمله این روشها است.
پیش بینی شده است که تاپایان برنامه چهارم توسعه 50درصدازحجم آلاینده های بخش کشاورزی ازطریق کاربرد انرژی هسته ای کاهش یابد.
کارآمدی فناوری هسته ای درحوزه کشاورزی گاه مستقیم وگاه غیرمستقیم است . استفاده ازفناوری هسته ای دربخش کشاورزی کاهش هزینه ها وافزایش تولید می شود وارزش اقتصادی بالایی دارد.حتی بارونق این روش، روستائیان کمتر به سمت شهرها هجوم خواهند آورد، زیرادرآمدناشی ازاین روش درروستا نیازهای زیستی آنان راتأمین خواهدکرد.
منبع: سایت علمی دانشجویان ایران
انرژی هستهای (به انگلیسی: Nuclear Energy)، 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 uf6 تبدیل شود، و سپس با تزریق به شبکهای از سانتریفیوژها غنی شده و سپس قابل استفاده است. البته فقط اورانیم نیست که با آن می توان انرژی هستهای تولید کرد. مثلاَ از پولوتونیم یا دیگر رادیواکتیو ها نیز می توان انرژی هستهای تولید نمود. این انرژی در دسته انرژیهای نیمهپاک و غیرقابل تجدید تقسیم بندی میشود. به این دلیل نیمه پاک که زباله ها و پس ماندهای آن هزاران سال در محیط زیست باقی مانده و برای سلامت موجودات زنده بسیار خطرناک هستند. با وجود این پس از مقایسه آماری بین خطرات همه انواع انرژی، انرژی هستهای جزو بهترین گزینه های موجود بشمار میآید. لازم به ذکر است انرژی هسته ای به تمامی انرژی های دیگر قابل تبدیل است ولی هیچ انرژی به انرژی هسته ای تبدیل نمی شود.
کاربردهای انرژِی هسته ای
انرژی هسته ای کاربردهای زیاد در پزشکی، صنعت، کشاورزی و... دارد. برخی از این کاربردها عبارتند از:
1- نیروگاه هسته ای
نیروگاه هسته ای (Nuclear Power Station) یک نیروگاه الکتریکی است که از انرژی تولیدی شکست هسته اتم اورانیوم یا پلوتونیم استفاده می کند. اولین جایگاه از این نوع در 27 ژوئن سال 1958 در شوروی سابق ساخته شد که قدرت آن 5000 کیلو وات است. چون شکست سوخت هسته ای اساساً گرما تولید می کند از گرمای تولید شده رآکتور های هسته ای برای تولید بخار استفاده می شود و از بخار تولید شده برای به حرکت در آوردن توربین ها و ژنراتور ها که نهایتاً برای تولید برق کاربرد دارد، استفاده می شود.
2. پیل برق هسته ای
پیل هسته ای یا اتمی دستگاه تبدیل کننده انرژی اتمی به جریان برق مستقیم است. ساده ترین پیل ها شامل دو صفحه است. یک پخش کننده بتای خالص مثل استرنیوم 90 و یک هادی مثل سیلسیوم.
جریان الکترون های سریعی که بوسیله استرنیوم منتشر می شود از میان نیمه هادی عبور کرده و در حین عبور تعداد زیادی الکترون اضافی را از نیمه هادی جدا میکند که صدها هزار مرتبه زیادتر از جریان الکتریکی حاصل از ایزوتوپ رادیواکتیو استرنیوم 90 می باشد.
3. کاربردهای پزشکی:
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 مهمترین کاربردهای انرژی هسته ای در علم پزشکی است:
• رادیو گرافی
• گامااسکن
• استرلیزه کردن هسته ای و میکروب زدایی وسایل پزشکی با پرتو های هسته ای
• رادیو بیولوژی
• تهیه و تولید کیتهای رادیو دارویی جهت مراکز پزشکی هسته ای
• تهیه و تولید رادیو دارویی جهت تشخیص بیماری 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 لخته های وریدی
• موارد دیگری چون تشخیص کم خونی، کنترل رادیو داروهای خوراکی و تزریقی و ...
4. 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 نژادی، بهداشت و ایمن سازی محصولات دامی و خوراک دام دارد.
5. کاربرد انرژی هسته ای در دسترسی به منابع آب:
تکنیکهای هسته ای برای شناسایی حوزه های آب زیر زمینی، هدایت آب های سطحی و زیر زمینی، کشف و کنترل نشت و ایمنی سدها مورد استفاده قرار میگیرد. در شیرین کردن آبهای شور نیز انرژی هسته ای کاربرد دارد.
6. کاربردهای کشاورزی:
تشعشعات هسته ای کاربرد های زیادی در کشاورزی دارد که مهم ترین آنها عبارتست از:
• موتاسیون هسته ای ژن ها در کشاورزی
• کنترل حشرات با تشعشعات هسته ای
• جلوگیری از جوانه زدن سیب زمینی با اشعه گاما
• انبار کردن میوه ها
• دیرینه شناسی (باستان شناسی) و صخره شناسی (زمین شناسی) که عمر یابی صخره ها توسط C14 در باستان شناسی بسیار مشهور است.
7. کاربردهای صنعتی: مهمترین کاربردهای صنعتی انرژی هسته ای عبارتند از:
• نشت یابی با اشعه
• دبی سنجی پرتویی(سنجش شدت تشعشعات، نور و فیزیک امواج)
• سنجش پرتویی میزان سائیدگی قطعات در حین کار
• سنجش پرتویی میزان خوردگی قطعات
• چگالی سنج مواد معدنی با اشعه
• کشف عناصر نایاب در معادن
8. 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 توجه به پایان پذیر بودن منابع فسیلی و روند رو به رشد توسعه اجتماعی و اقتصادی، استفاده از انرژی هسته ای برای تولید برق امری ضروری و لازم می باشد.
مزایای انرژی هسته ای بر سایر انرژی های موجود:
- ارزان بودن نسبت به سایر روش های تولید انرژی
- ایجاد آلودگی زیست محیطی کم تر در مقایسه با روش های تولید انرژی از طریق نفت و سوخت های فسیلی