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 Nuelear Electric battery:
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
منابع:
