فناوری هسته ای، ضرورتی نفی ناپذیر

روی آوردن به انرژی هسته ای از زمانی آغاز شد که موضوع پایان پذیری انرژی های فسیلی مانند نفت و گاز به صورت جدی در دستور کار کشورهای صنعتی و پیشرفته قرار گرفت. در حال حاضر حدود 440 راکتور تجاری هسته ای با ظرفیتی بالغ بر 380 هزار مگاوات در 31 کشور جهان وجود دارد و بیش از 65 راکتور دیگر در دست ساخت است. این تعداد قادر به تامین حدود 11 درصد کل انرژی الکتریسیته مورد نیاز جهان، بدون انتشار هیچ گونه دی اکسید کربنی هستند. 
فناوری هسته ای بر مبنای انرژی آزادشده از شکافت اتم های عناصر قرار دارد. این انرژی اولین بار در سال 1940 و در حین جنگ جهانی دوم با شکافت اتم ایزوتوپ های اورانیوم و پلوتونیم تولید شد. در سال 1950، این انرژی برای مقاصد صلح آمیز، به ویژه تولید برق مورد استفاده قرار گرفت. 
رادیو ایزوتوپ و تابش های هسته ای در کشاورزی، صنعت، پزشکی و پژوهش کاربرد دارد. 
در مرکز اتم، هسته قرار دارد و الکترون ها در مدارهای خاصی به دور آن می چرخند. هسته دارای پروتون و نوترون است و تعداد پروتون های موجود در هسته تمام اتم های یک عنصر یکسان است ولی تعداد نوترون های آن می تواند متفاوت باشد.
به تعداد پروتون های اتم، عدد اتمی گفته می شود و به مجموع پروتون ها و نوترون ها عدد جرمی می گویند.
اتم های یک عنصر را که عدد اتمی یکسان و عدد جرمی متفاوت دارند، ایزوتوپ های آن عنصر می نامند.
برخی ایزوتوپ ها پایدار و برخی دیگر ناپایدار یا رادیواکتیو هستند. به ایزوتوپ های ناپایدار گاهی رادیوایزوتوپ گفته می شود.
طبیعت ناپایدار این عناصر باعث می شود که از آنها به عنوان نشانگری برای بررسی حرکت مولکول های مختلف استفاده کرد.
برخی از مهمترین کاربردهای انرژی هسته ای عبارتند از:

*** مواد غذایی و کشاورزی/ رفع معضل گرسنگی درجهان 
براساس آمار منبع خبری poverty، روزانه حدود 21 هزار نفر بر اثر گرسنگی جان خود را از دست می دهند. با استفاده از رادیوایزوتوپ و تابش هسته ای می توان به این واقعیت تلخ خاتمه داد. آژانس بین المللی انرژی اتمی با همکاری سازمان غذا و کشاورزی سازمان ملل متحد، از فناوری هسته ای و بیوتکنولوژی برای افزایش پایداری و ماندگاری مواد غذایی و کشاورزی استفاده کرده اند.

*** قابل استفاده در انواع کود 
به گزارش سازمان غذا و کشاورزی سازمان ملل، انواع کودهایی که مورد استفاده قرار می گیرند بسیار گران قیمت هستند و اغلب به محیط زیست صدمه وارد می کنند. برخی از ایزوتوپ ها مانند فسفر 32 و نیتروژن 15 به عنوان کود مورد استفاده قرار می گیرند و استفاده از این مواد نه تنها ارزش غذایی محصولات را کاهش نمی دهند بلکه باعث باروری و افزایش ماندگاری آنان می شود.

*** افزایش تنوع ژنتیکی/ اصلاح گیاهان 
براساس این گزارش، تابش های یونیزه در گیاهان باعث اصلاح نباتات می شود. در این راستا حدود 1800 گونه محصول توسعه یافته است. با استفاده از این فناوری می توان گیاهان مقاوم تری در برابر باد، سیل و طوفان تولید کرد. 

*** کنترل حشرات آفت زا 
در حال حاضر بیش از 10 درصد محصولات کشاورزی توسط حشرات از بین می روند. استفاده از حشره کش های شیمیایی باعث صدمه به محیط زیست می شود؛ علاوه بر این، بسیاری از حشرات نسبت به این آفت کش ها مقاومند. یک راه ساده برای دفع این حشرات، استفاده از تکنولوژی حشرات استریل ( Sterile Insect Technique) است. در این روش، تعداد بسیار زیادی حشره رشد داده می شود؛ سپس به تخم های این حشرات، اشعه گاما تابانده می شود؛ به این صورت تخم ها استریل می شوند و سپس تبدیل به حشرات استریل می شوند. همین فرآیند بارها و بارها تکرار می شود تا جمعیت حشرات استریل افزایش و متناسب با آن،تعداد حشرات غیر آفتی کاهش یابد. با استفاده از این روش، بسیاری از آفات در کشورهایی از جمله شیلی، مکزیک و آرژانتین ریشه کن شده است. تاکنون آژانس بین المللی انرژی اتمی، سازمان غذا و کشاورزی سازمان ملل متحد و سازمان جهانی بهداشت، این پروژه را در بسیاری از کشورها اجرا کرده اند.

***حفظ مواد غذایی 
حدود 30 درصد از مواد غذایی بر اثر انواع میکروب فاسد می شوند. این واقعه تلخ در کشورهایی با آب و هوای گرم و مرطوب بیشتر رخ می دهد. با استفاده از تابش اشعه می توان از فساد مواد غذایی جلوگیری کرد. استفاده از تابش برای حفظ مواد غذایی با رعایت اصول علمی توسط مقامات بهداشت تایید شده است. با این روش می توان انواع غلات، گوشت، حبوبات، میوه ، سبزی و لبنیات را نجات داد. در این روش از سطوح بالای تابش گاما برای دفع باکتری های مضر با حفظ تمام ارزش غذایی استفاده می شود.

*** کشف منابع آب شرب 
با استفاده از فناوری هسته ای به راحتی می توان تمام منابع آب شرب زیرزمینی را ردیابی کرد. یکی دیگر از مزیت های استفاده از فناوری هسته ای، امکان شناسایی نواحی نشت آب در سدها و کانال های آبیاری است. از کاربردهای این روش همچنین، اندازه گیری رطوبت خاک است؛ بنابراین به راحتی می توان به بحران کم آبی خاتمه داد.

***پزشکی 
مهمترین کاربرد فناوری هسته ای در پزشکی است. با استفاده از تابش و رادیو ایزوتوپ می توان بیماری را در مراحل اولیه تشخیص و با استفاده از همین فناوری اقدام به درمان به موقع کرد. 
بیش از 20 هزار بیمارستان در سراسر جهان به انواع رادیوایزوتوپ های درمانی مجهز هستند. در آمریکا، سالانه حدود 20 میلیون روش پزشکی هسته ای بر ای درمان بیماران مورد استفاده قرار می گیرد. در اروپا این تعداد به 10 میلیون مورد کاهش پیدا می کند. 
یکی از مهمترین کاربردهای فناوری هسته ای، در مرحله تشخیص بیماری است. تجهیزات پیشرفته تصویربرداری، قادر به ثبت اشعه گامای ساطع شده از بدن هستند. قبل از شروع تصویربرداری مقداری از این ماده رادیوکتیو به بدن تزریق می شود. مهمترین مزیت تصویربرداری هسته ای نسبت به اشعه ایکس این است که در روش هسته ای تمام بافت های بدن اعم از بافت نرم و سخت اسکن می شوند. 

***درمان 
به گزارش سازمان های تحقیقاتی، ایزوتوپ های مختلف خاصیت درمانی دارند. با استفاده از منبع کبالت 60 می توان به رشد سلول های سرطانی خاتمه داد. ید 131 برای درمان سرطان تیروئید مورد استفاده قرار می گیرد. 
ایریدیم 192 برای درمان سرطان سینه موثر است. ساماریم 153 تنها راه درمان سرطان مغز استخوان محسوب می شود.

***ناباروری 
استفاده از فناوری هسته ای یکی از موثرترین روش های ناباروری مردان است. 

***ردیاب محیط زیست 
رادیوایزوتوپ ها در تشخیص و تجزیه و تحلیل آلاینده ها نیز نقش مهمی بازی می کنند. با استفاده از این فناوری می توان به طیف وسیعی از مشکلات آلودگی از جمله تشکیل مه دود و آلودگی های دی اکسید گوگرد خاتمه داد. این روش برای جلوگیری از پراکندگی فاضلاب و نشت نفت در اقیانوس ها نیز مورد استفاده قرار می گیرد. 

*** پرتو نگاری 
این فناوری کابرد گسترده ای در صنعت پرت نگاری در شاخه های مختلف دارد: 
• جلوگیری از خوردگی فلزات 
• ردیاب صنعتی 
• مطالعه نرخ جریان مواد 
• اندازه گیری میزان سایش موتور 
• صرفه جویی در انرژی 
• کنترل اتوماتیک مواد 

نکته حایز اهمیت این است که دستگاه های ایزوتوپ دارای سه مزیت بسیار بزرگ هستند: 
• عملکرد آنان نیازی به حضور فیزیکی اپراتور ندارد. 
• هزینه تعمیر و نگهداری آنان بسیار اندک است. 
• کارایی بالایی دارند و کاملا پرسود هستند. 

منبع:ایرنا