انرژي هسته اي- مزایا و معایب

مزايا:

نيروگاه هسته‌اي تميز بوده و باعث خرابي كمتري در محيط زيست (نسبت به نيروگاه‌هاي نفتي و گازي) مي‌شود. نيروگاه هسته‌اي اثر گلخانه‌اي ندارد و باعث باران اسيدي نمي‌شود. مساحت نيروگاه هسته‌اي در مقايسه با نيروگاه‌هايي مثل زغال سنگ بسيار كمتر است. استفاده از نيروگاه هسته‌اي مانع از بين رفتن سوخت فسيلي مي‌شود.

در ضمن مقدار كمي سوخت قادر است مقدار قابل توجهي انرژي الکتريکي توليد كند.

معايب و مضرات :

باقي مانده سوخت هسته‌اي (زباله هسته اي) براي هزاران سال باقي مي‌ماند. اين مواد بسيار پرتوزا هستند. نيروگاه‌هايي كه به پايان عمر خود مي‌رسند بايد بدقت مورد حفاظت قرار گيرند. در مدل‌سازي زير پرتوزايي سنگ معدن اورانيوم مورد بررسي قرار گرفته است. در سمت راست مدل‌سازي سه سنگ معدن را مي‌بينيد که دو تاي آن‌ها در پوشش کاغذ و آلومينيوم قرار گرفته است. به کمک دستگاه پرتونگار، پرتوزايي آن‌ها را بررسي نماييد. کدام يک تابش کم‌تري دارند؟ به نظر شما براي کاهش پرتوزايي زباله‌هاي هسته‌اي چه کارهايي مي‌توان انجام داد؟

كودكاني كه در نزديكي نيروگاه هسته‌اي هستند، به شدت در معرض خطر سرطان هستند.

تاسيس نيروگاه هسته‌اي بسيار گران و پر هزينه است. مردم عموماً از نيروگاه هسته‌اي مي‌ترسند. منابع اورانيوم محدود هستند. در ضمن منابع اورانيوم قابل بازيافت نيستند.

هزينه دفن زباله‌هاي هسته‌اي بسيار زياد بوده و خطر نشت مواد راديواكتيو از اين زباله‌ها بسيار زياد است.

نيروگاه هسته‌اي و محيط زيست:

حمل و نقل مواد راديواكتيو بسيار خطرناك بوده و همواره احتمال نشت مواد راديو اكتيو از محفظه‌هايشان به بيرون وجود دارد. زباله‌هاي هسته‌اي دفن شده در زمين يا اعماق درياها هزاران سال براي محيط زيست آلوده كننده هستند. يكي از مواد موجود در زباله‌هاي هسته‌اي پلوتونيوم است كه در ساخت سلاح بكار مي‌رود، اين ماده ميليونها سال در طبيعت باقي مي‌ماند.

انرژی هسته ای کاربرداری زیاد در پزشکی در علوم و صنعت و کشاورزی و... دارد. 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...!

معرفی اورانیوم:

اورانیوم در معادن بصورت سنگ بوده و پس از تصفیه بنام "کیک زرد" نامیده می شود. در معدن ساغند که بزرگترین معدن ایران می باشد, بیش از 1.5 میلیون تن سنگ اورانیوم یافته شده که خلوص آن 553 گرم در یک تن است, یعنی در مجموع حدود 825 تن کیک زرد.

هزینه تولید اورانیوم (کیک زرد) برای هر معدنی متفاوت می باشد. قیمت فروش کنونی (2006) در حدود 40 دلار برای هر کیلوگرم است (گفته میشود کیک زرد 7% هزینه سوخت نیروگاه را تشکیل میدهد). معادن اورانیوم را به دو دسته بنابر هزینه تولید تقسیم کرده اند, تا 80 دلار و یا تا 130 دلار.

ادعا می شود که ذخایر ایران تا 15 هزار تن می باشند, یعنی در حدود 10 برابر مقدار یافته شده. اگر هم چنین باشد, این مقدار, حداکثر سوخت 75 سال یک نیروگاه می شود.

ذخایر نفت ایران در مقام سوم و گاز دوم در دنیا بوده با توجه به استخراج کنونی, ایران بیش از 87 سال نفت و 319 سال گاز خواهد داشت (ذخایر زیر دریای خزر بدرستی مشخص نشده اند). انرژی کل ذخایر اورانیوم ایران (یافته شده و احتمالی) معادل 11% تا 120% استخراج گاز در یک سال است. بعبارتی دیگر ذخایر گازی از لحاظ میزان انرژی بین 265 تا 2900 برابر ذخایر اورانیومی هستند.

شکافت و گداخت :

انرژی هسته ای، شکل اصلی دیگری از انرژی است که در داخل اتم قرار دارد . یکی از قوانین جهانی این است که انرژی نه تولید پذیر است و نه از بین رفتنی ، اما به شکلهای دیگر قابل تبدیل است.

ماده را می توان به انرژی تبدیل نمود. آلبرت انیشتن ، مشهورترین دانشمند جهان ، فرمول ریاضی خاصی را برای شرح این نظریه ارائه نموده است : E = MC2

برطبق فرمول فوق انرژی (E) برابر است با جرم (m) ضربدر سرعت نور به توان دو .لطفاً توجه داشته باشید که بعضی از نرم افزارهای وب قادر به نمایش توان روی شبکه نیستند. معمولاً مجذور C توسط قرار دادن عدد 2 کوچک در بالا و سمت راست C نشان داده می شود. دانشمندان از معادله انیشتن برای آزاد سازی انرژی نهفته در اتم و نیز جهت ساخت بمب اتمی استفاده نمودند.

یونانیان قدیم براین باور بودند که کوچکترین جزء طبیعت ، اتم است. اما در 2000 سال قبل ، آنها نمی دانستند که ذرات کوچکتر از اتم نیز در طبیعت یافت می شود.

اتمها از ذرات کوچکتری به نام هسته ، که خود متشکل از پروتون و نوترون هستند ، تشکیل شده اند. این اتمها توسط الکترونهایی احاط شده که بدور آنها می چرخند، درست مثل گردش زمین به دور خورشید.

شکاف هسته ای:

هسته اتم می تواند شکافته شود. زمانیکه این مسئله رخ میدهد، مقدار زیادی انرژی آزاد می شود. این انرژی به دو صورت گرما و نور است. انیشتن معتقد بود که مقدار کوچکی از ماده حاوی مقدار زیادی انرژی است. زمانیکه این انرژی ، آهسته از اتم خارج می شود ، می توان آنرا مهار نمود و تولید برق نمود. اما زمانیکه انرژی موجود در هسته اتم بطور ناگهانی آزاد می شود ، انفجار عظیمی مانند بمب اتم رخ میدهد.

اورانیوم عنصری است که در اکثر مناطق جهان از زیرزمین استخراج می شود. اورانیوم بعداز مرحله کانه آرایی بصورت قرصهای بسیار کوچکی در داخل میله های بلند قرار گرفته و داخل رآکتور نیروگاه نصب می شوند. کلمه «Fission» به معنی شکافت است. در داخل رآکتور یک نیروگاه اتمی ، اتمهای اورانیوم تحت یک واکنش زنجیره ای کنترل شده ، شکافته می شوند. در یک واکنش زنجیره ای ، ذرات حاصل از شکافت اتم به سایر اتمهای اورانیوم برخورد کرده و باعث شکافت آنها می گردند. هریک از ذرات آزاد شده مجدداً باعث شکافت سایر اتمها در یک واکنش زنجیره ای می شود. درنیروگاههای هسته ای ، معمولاً از یک سریمیله های کنترل جهت تنظیم سرعت واکنش زنجیره ای استفاده می گردد. عدم کنترل این واکنشها می تواند منجربه تولید بمب اتم شود. اما در بمب اتم ، تقریباً ذرات خالص اورانیوم 235 یا پلوتونیوم (باشکل و جرم معینی) باید با نیروی زیادی در کنارهم قرار گیرند. چنین شرایطی در یک رآکتور هسته ای وجود ندارد.

واکنشهای زنجیره ای همچنین باعث تولید یک سری مواد رادیواکتیو می شوند. این مواد در صورت رهایی می توانند به مردم آسیب برسانند. بنابراین آنها را به شکل جامد نگهداری می کنند. این مواد در گنبدهای بتنی بسیار قوی نگهداری می شوند تا در صورت بروز حوادث مختلف ، خطری بوجود نیاید.

واکنشهای زنجیره ای باعث تولید انرژی گرمایی می شوند. این انرژی گرمایی برای جوشاندن آب در قلب رآکتور مورد استفاده قرار می گیرد. بنابراین، به جای سوزاندن سوخت ، در نیروگاههای هسته ای ، اتمها از طریق واکنش زنجیره ای شکافته شده و انرژی گرمایی تولید می کنند. این آب از اطراف رآکتور به قسمت دیگری از نیروگاه فرستاده می شود. در این قسمت که مبدل گرمایی نامیده می شود، لوله های پر از آب حرارت داده شده و بخار تولید می کنند. سپس بخار حاصله باعث گردش توربین و درنتیجه تولید برق میشود.

گداخت هسته‌ای،  انرژی هسته‌ایِ ”پاک:“

گداخت هسته‌ای که (همجوشی یا جوش ‌هسته‌ای نیز نامیده می‌شود) در واقع تولید انرژی است به شیوه‌ای که در کرة خورشید انجام می‌گیرد. این اندیشه ممکن است جنون‌آمیز به نظر آید، اما عملی و امکان‌پذیر است؛ یا تقریباً امکان‌پذیر است.برای فهم بهتر مسئله بیایید به قلب یک ستاره نگاه کنیم در آنجا چه می‌بینیم؟ می‌بینیم که هسته‌های اتم ها در قلب ستاره، درهم ادغام می‌شوند و هسته‌های بزرگتری را تشکیل می‌دهند. این واکنشی که ”گداخت“ یا همجوشی هسته‌ای نامیده می‌شود، همواره با انتشار مقدار عظیمی از گرما و نور همراه است. اگر بتوانیم این واکنش را که در خورشید و ستارگان دیگر به طور عادی انجام‌ می‌گیرد در کرة ‌زمین ایجاد و کنترل کنیم، خواهیم توانست به مقدار عظیمی از انرژی دست یابیم. مشکل اینجاست که نیرویی به نام ”الکترومغناطیس“ وجود دارد که اتمها را از هم دور می‌کند، مانند دو آهنربا که بخواهند قطب شمال یا قطب جنوب‌شان را به هم بچسبانند.

تا سال 2050 باید منتظر بمانیم:

برای آن که اتم ها را وادار کنیم که بر نیروی الکترومغناطیس غلبه کنند و درهم ادغام شوند، باید دو شرط لازم را، که در ستارگان به طور طبیعی وجود دارند،در کرة‌زمین پدید آوریم: تجمع حداکثر اتمها در کوچکترین حجمِ ممکن و ایجاد دمایی به میزان 50 میلیون درجة سانتی‌گراد! چرا چنین دمایی لازم است؟ چون هر چه دمای یک گاز بالاتر باشد، سرعت عناصر متشکلة آن بیشتر خواهد شد، و بنابراین امکان برخورد این عناصر نیز بیشتر و در نتیجه امکان همجوشی و ادغام نیز افزایش خواهد یافت.

   نخستین شرط لازم ، با به دام انداختن اتم ها در یک آهن ربای عظیم ، به شکل سیب توخالی، تحقق می‌یابد. (البته از این اتمها یک الکترون برداشته شده است تا باردار شوند.) برای تحقق شرط لازم دوم، باید هم چیز رادر یک ”اجاق دارای میکروموج“ بپزیم. دانشمندان به همجوشی دوتریوم و تریتیوم (دو گونة هیدروژن) در تأسیساتی که توکاماک (Tokamak) نام دارند، موفق شده‌اند، اما این همجوشی مدت بسیار کوتاهی دوام داشته، و انرژی‌ای که برای انجام واکنش مصرف‌‌شده، بیش از انرژی به دست آمده بوده است.

   بنابراین تولید انرژی از راه همجوشی هسته‌ای فعلاً نه سودآور است، و نه چندان جاافتاده و عملی است. در واقع پیش از سال 2050 در تولید الکتریسیته از این طریق توفیق نخواهیم یافت.

   اما با وجود همه مشکلات، عده‌ای از دانشمندان به امکان‌پذیر بودن تولید انرژی از طریق همجوشی هسته‌ای باور دارند. اگر آنان روزی موفق به مهار این انرژی شوند، می‌توان گفت که بشر راه‌حلی پایدار، مطمئن و نسبتاً پاک برای تولید انرژی پایان‌ناپذیر یافته است. می‌گوییم: پایان‌ناپذیر، چون دو اتم دتریوم و تریتیوم به سادگی و با استفاده از آب تولید می‌شوند؛ مطمئن، چون همجوشی هسته‌ای، برخلاف شکافت هسته‌ای، واکنشی است که می‌توان آن را به سهولت‌ متوقف و مهار کرد: کافی است که شیر لوله‌های دتریوم و تریتیوم را ببندیم؛ و می‌گوییم: و انرژی نسبتاً پاک، چون هلیوی که در این واکنش تولید می‌شود رادیواکتیو نیست و رادیواکتیویتة نوترون آزاد شده نیز ظرف پنجاه سال کاهش می‌یابد: پس با گرفتاری خاص شکافت هسته‌ای و نیروگاه‌های هسته‌ای مرسوم و معمول مواجه نخواهیم شد که نمی‌دانیم با پسماندهای رادیواکتیو آنها تا میلیونها سال بعد، چه باید بکنیم.

در قلب ”توکاماک“ :

همجوشی دتریوم و تریتیوم با آزاد شدن مقدار عظیمی گرما همراه است. این گرما از طریق مدار اولیه بازیابی می‌شود و به مدار ثانویه انتقال می‌یابد. سرانجام بخار تولید‌شده در مدار ثانویه است که توربین را به کار می‌اندازد.

دتریوم و تریتیوم در دمای بسیار بالا با هم برخورد می‌کنند. هسته‌های دو اتم در هم می‌جوشند یا ادغام می‌شوند، تا یک هستة هلیوم پدید آورند. یک نوترون و نیز مقدار بسیار زیادی انرژی هم آزاد می‌شود.

فرایند غنی سازی اورانیوم :

کاربرد و شیوه های مختلف جداسازی یا غنی سازی اورانیوم 235

در طبیعت اورانیوم شامل کمتر از یک درصد ایزوتوپ اورانیوم 235 است. مواد انفجاری هسته ای به اورانیومی که حداقل دارای 20 درصد اورانیوم 235 غنی شده است نیاز دارند. بطور ایده آل اورانیوم 235 نود درصدی بکار می رود. برای افزایش درصد اورانیوم 235 به اورانیوم 238، اورانیوم باید "غنی سازی" شود. 

چرخه سوخت اورانیوم با استخراج و آسیاب کانسنگ اورانیوم جهت تولید "کیک زرد" شروع شده و سپس به هگزافلوراید اورانیوم (UF6) تبدیل می شود. ماده اخیر پس از آن غنی سازی می شود تا به سوخت هسته ای مبدل گردد. 

فرایندهای جداسازی و غنی سازی ایزوتوپ اورانیوم: 

این روشها عبارتند از: 1) جداسازی ایزوتوپی الکترومغناطیسی 2) دیفوزیون گرمایی 3) پخش دیفوزیون گازی 4) سانتریفوژ گازی) 5)فرایندهای آئرودینامیکی 6) جداسازی ایزوتوپی لیزری – که شامل دو روش زیر است:

الف) جداسازی ایزوتوپی لیزری با بخار گازی (AVLIS) (atomic vapor laser isotope separation)

ب) جداسازی ایزوتوپی لیزری مولکولی (MLIS) (molecular laser isotope separation) 7) تبادل یونی و شیمیایی 8) فرایند جداسازی پلاسمایی (PSP)           در تمام صنعت هسته ای دنیا، اورانیوم بوسیله یکی از دو روش: پخش گازی و سانتریفوژ گازی غنی می شود.

کاربردهای انرژی هسته ای، دید کلی:

انرژی هسته ای کاربرداری زیاد در پزشکی در علوم و صنعت و کشاورزی و... دارد. 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 .موارد زیادی از کاربردهای انرژی هسته ای در زیر آورده می شود .

نیروگاه هسته ای:

نیروگاه هسته ای (Nuclear Power Station) یک نیروگاه الکتریکی 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 از بخار تولید شده برای به حرکت در آوردن توربین ها و ژنراتور ها که نهایتاً برای تولید برق استفاده می شود .

بمب های هسته ای:

این نوع بمب ها تا حالا قویترین بمبهای و مخربترین های جهان محسوب می شود. دارندگان این نوع بمبها جزو قدرت های هسته ای جهان محسوب می شود .

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 ازمیان نیم هادی عبور کرده و در حین عبور تعداد زیادی الکترون ها اضافی را از نیم هادی جدامی کند که در هر حال صدها هزار مرتبه زیادتر از جریان الکتریکی حاصل از ایزوتوپ رادیواکتیو استرنیوم 90 می باشد .

کاربردهای پزشکی:

در پزشکی تشعشعات هسته ای کاربردهای زیادی دارند که اهم آنها عبارتند از:

• رادیو گرافی

• گامااسکن

• استرلیزه کردن هسته ای و میکروب زدایی وسایل پزشکی با پرتو های هسته ای

• رادیو بیولوژی

انرژی هسته ای در پزشکی هسته ای و امور بهداشتی:

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 مصادیق تکنیکهای هسته ای در علم پزشکی است:

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 لختههای وریدی،  و موارد دیگری چون تشخیص کم خونی ، کنترل رادیو داروهای خوراکی و تزریقی و ...تشعشعات MRI در درمان افسردگی‌ها مؤثراست .

بر اساس مطالعه‌ صورت گرفته از سوی دانشمندان آمریکایی مشخص شد که اسکنرهای به کار گرفته شده در ام.آر.آی کمک‌های شایانی جهت کاهش اثرات افسردگی در افراد می‌کند.

دانشمندان آمریکایی مدرسه‌ دارویی هاروارد این کشور در تحقیقات اخیر خود کشف کردند که اسکنرهای ام.آر.آی به کار گرفته شده در معالجات پزشکی و درمانی که تصاویر درونی از بدن ارایه می‌دهند، می‌توانند اثرات مشابهی با دیگر راه‌های درمانی کاهش افسردگی داشته باشند.

این گروه از دانشمندان آمریکایی در تحقیقات خود از یک نوع دستگاه اسکنر قدیمی ام.آر.آی موسوم به EP-MRSI استفاده کرده‌اند که در زمینه‌ تصویربرداری از مغز انسان به کار برده می‌شود.

با این حال کارشناسان پزشکی انگلیس معتقدند که شک‌ها و تردیدهای فراوانی نسبت به این نوع درمان جالب و در نوع خود بی‌نظیر وجود دارد.

آنها همچنین نسبت به نتایج این تحقیقات ابراز تردید کرده و می‌گویند که نیازست تا تحقیقات بیشتری در این زمینه صورت گیرد.

این گروه از دانشمندان متوجه شدند که موش‌های آزمایشگاهی‌ که دچار افسردگی بوده و درمانی برای آنها پیدا نشده است، در مقایسه با موش‌های افسرده‌ دیگر که تحت تشعشعات اسکنرهای ام.آر.آی قرار نگرفته‌اند، بهبود قابل توجهی در خصوص کاهش اثرات افسردگی یافته‌اند.

نتایج این تحقیقات در ژورنال درمان‌های بیولوژیکی آمریکا به چاپ رسیده است.

این دانشمندان پس از آن این مطالعه را صورت دادند که پزشکان گزارش دادند با استفاده از دستگاه‌های اسکنر ام.آر.آی نتایج قابل توجهی در خصوص کاهش اثرات افسردگی مشاهده کرده‌اند.

دکتر بروس کوهن، از پزشکان برجسته بیمارستان مکلین در ماساچوست آمریکا که با مدرسه دارویی هاروارد این کشور همکاری دارد، اعلام کرد که این یافته‌ها در خصوص کاهش اثرات افسردگی بسیار چشمگیر و قابل توجه هستند.

وی در ادامه گفت: موش‌هایی که تحت تاثیر تشعشعات دستگاه‌های اسکنر ام.آر.آی قرار گرفته‌اند، رفتارهایی از خود نشان می‌دهند که نشان دهنده‌ی کاهش اثرات افسردگی موجود در آن‌هاست.

وی معتقدست، به این دلیل است که باید نسبت به نتایج این تحقیقات امیدوار بود.

با این حال بسیاری دیگر از کارشناسان امور پزشکی بر این باورند که در مجاورت تشعشعات دستگاه‌های اسکنر ام.آر.آی قرار گرفتن، لطمات زیادی را به بدن وارد می‌کند.

ویلیام کارلزون، از پزشکان برجسته آمریکایی معتقد است که این نوع پرتوها می‌توانند برای بیماران مضر باشد.

وی معتقد است هنگامی که بدن انسان در مجاورت پرتوهای بسیار شدیدتر ام.آر.آی قرار می‌گیرد، تا بدین وسیله پزشکان بتوانند تصاویر بهتری از مغز انسان تهیه کنند، در آن موقع است که بدن در معرض خطرات بیشتری قرار می‌گیرد.

گفته می‌شود هنگامی که مردم در مجاورت پرتوها اسکنرهای ام.آر.آی قرار می‌گیرند، چنین فرض می‌کنند که هیچ چیزی اتفاق نمی‌افتد و تنها تصویر ساده‌ای از مغز آن‌ها گرفته می‌شود، با این حال باید این حقیقت علمی را پذیرفت که بدن آنها در واقع در معرض حوزه‌های الکتریکی و مغناطیسی قرار دارد که این تشعشعات می‌تواند اثرات زیانباری برای بدن داشته باشند که تا کنون اطلاعی از آن‌ها در دست نبوده است.

گروه دیگر از پزشکان نیز معتقدند، استفاده از این تحقیقات و نتایج عملی آن باید با احتیاط فراوان مورد استفاده قرار گیرد. آنها می‌گویند از آنجایی که موش‌ها شباهت خیلی زیادی به وضعیت بدنی بیماران ندارند، باید مراقب بود تا لطمه‌ای به بیماران وارد نشود.

این در حالی است که بسیاری دیگر از پزشکان نیز از شنیدن خبر انتشار چنین تحقیقی شگفت‌زده شده‌اند و اعلام کرده‌اند که انجام تحقیقات بیشتر در این زمینه ضروری است.

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 نژاد و دام ، تغذیه ، بهداشت و ایمن سازی محصولات دامی و خوراک دام دارد.

کاربرد انرژی هسته ای در دسترسی به منابع آب :

تکنیکهای هسته ای برای شناسایی حوزه های آب زیر زمینی هدایت آبهای 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.

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 با C14 در باستان شناسی خیلی مشهور است.

کاربردهای صنعتی:

در صنعت کاربردها ی زیادی دارد از جمله مهمترین آنها 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 موادمعدنی با اشعه

• کشف عناصر نایاب در معادن

آنچه باید بدانیم:

تکنیکهای هسته ای بر کشف مینهای ضد نفر نیز کاربرد دارد. بنابرین ، دانش هسته ای با این قدرت و وسعتی که دارد، هر روز بر دامنه استفاده از فناوری هسته ای و بویژه انرژی هسته ای افزوده می شود. کاربرد انرژی در بخشهای مختلف به گونهای است که اگر کشوری فناوری هسته ای را نهادینه نماید، در بسیاری از حوزه‌های علمی و صنعتی ، ارتقای پیدا می کند و مسیر توسعه را با سرعت طی می نماید.

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 توم به پایان پذیر بودن منابع فسیلی و روند رو به رشد توسعه اجتماعی و اقتصادی ، استفاده از انرژی هسته ای برای تولید برق را امری ضروری و لازم می دانند و ساخت چند نیروگاه اتمی را دنبال مینماید.

ایران هر ساله حدودا به هفت هزار مگاوات برق در سال نیاز دارد. نیروگاه اتمی بوشهر 1000 مگاوات برق را در صورت راه اندازی تامین می نماید. و احداث نیروگاههای دیگر برای رفع این نیازی ضروری است. برای تولید میزان برق حدود 190 میلیون بشکه نفت خام مصرف می شود. که در صورت تامین از طریق انرژی هسته ای سالیانه 5 میلیارد دلار صرفه جویی خواهد شد.

برتری انرژی هسته ای بر سایر انرژیها:

علاوه بر صرفه اقتصادی دلایل زیر استفاده از انرژی هسته ای را ضروری مینماید. منابع فسیلی محدود بوده و متعلق به نسلهای آتی میباشد. استفاده از نفت خام در صنایع تبدیل پتروشیمی ارزش بیشتری دارد. تولید برق از طریق نیروگاه اتمی ، آلودگی نیروگاههای کنونی را ندارد. تولید هفت هزار مگاوات با مصرف 190 میلیون شبکه نفت خام ، هزارتن دیاکسید کربن ، 150 تن ذرات معلق در هوا ، 130 تن گوگرد و 50 تن اکسید نیتروژن را در محیط زیست پراکنده می کند، در حالی که نیروگاه اتمی چنین آلودگی را ندارد.

کاربردهای دیگر فیزیک هسته ای:

برای کشف مطلبی اگر احتیاج به تجزیه و تحلیل موادی باشد که هیچ گونه امکان کنترلی روی آن نیست چه کاری می توان انجام داد؟ مثلاً اگر بخواهیم مقداری خاک کفش مشخص مظنونی یا موی سر یک انسان و یا نفت خام یک کشتی را که مقداری از کالای خود را بطور غیر قانونی در جای دیگر فروخته است تجزیه و تحلیل نمایید، چه کاری می توانیم بکنیم؟ البته می توان از روش شیمیایی استفاده کرد؛ اما روش سریع و مطمئن تری هم وجود دارد. نمونه ای از ماده ای را که نیاز به تجزیه دارد برداشته و آن را با ایزوتوپ رادیواکتیو مخلوط می کنیم، نمونه رادیواکتیو شده را در یک راکتور تحقیقاتی به وسیله نوترون بمباران می کنیم. با جذب نوترون نمونه پایدار شده و اتم های جسم مورد آزمایش نیز رادیواکتیو می شوند و تابش می کنند. مقدار تابش برای هر عنصر متفاوت است. بنابراین اگر ده عنصر مختلف در نمونه داشته باشیم، ده نوع تابش مختلف نیز خواهیم داشت. از روی این تابش ها می توان نوع و میزان عناصر تشکیل دهنده نمونه را مشخص کرد. از این روش می توان برای ردیابی آلودگی هوا و هم چنین آلودگی دریا توسط نفت کش ها استفاده کرد. با آزمایش 40 نوع نفت مختلف که در نقاط مختلف جهان استخراج می شوند دانشمندان به این نتیجه رسیدند که در تمام مواد نفتی هفت نوع عنصر مشترک وجود دارد. اما مقدار آنها در نفتی که در یک نقطه استخراج می شود با نفت نقطه دیگر دنیا متفاوت است.

هنگامی که مواد نفتی در جایی مشاهده می شوند نمونه ای از آن به آزمایشگاه برده شده و در معرض تابش نوترونی قرار می گیرد و به این ترتیب عناصر مختلف آن و مقدار آنها مشخص می شود. و می توان به طور دقیق اعلام کرد که کدام کشتی مسئول آلوده سازی بوده است.

یک روش ساده و سریع، برای تجزیه هوای آلوده نیز وجود دارد. ابتدا وسیله صافی هایی آلودگی هوا گرفته می شود. و سپس به وسیله همان روشی که در بالا توضیح داده شده نوع و مقدار عناصر زیان آور موجود درا آن مشخص می شود. با تهیه نقشه های برای آلودگی هوا مشابه نقشه های تغییرات جوی، می توان پیش گویی هایی در مورد آلودگی هوا انجام داد و اقدامات لازم را در رابطه با پاکیزه نگه داشتن هوا انجام داد.

 یکی دیگر از کاربردهای تابش های هسته ای تصویر برداری است. همانطور که می دانید برای تصویر برداری از اجسام تیره ( کدر ) مثل بدن انسان از اشعه ایکس استفاده می شود. حالا اگر از اشعه ای پرانرژی تر از اشعه X استفاده کنیم، قابلیت نفوذ در عمق بیشتری را دارد و به این ترتیب از اجسام ضخیم تر نیز می توان عکس برداری کرد. اشعه گاما خیلی از اشعه X قوی تر است و می تواند در فلزات و اجسام تیره به قطر چند اینچ نفوذ کند و این امکان را برای مهندسین فراهم کند تا داخل ماشین آلات را ببینند.