دکتر ساعد محمدی
پیشرفت و توسعه
ملی هر کشوری مرهون استراتژیها، سیاستها و اهدافی است که در ابعاد عدیده فناوريهای
نوین تبیین و برنامهریزی میشوند. به
عبارت دیگر، امروزه وجه تمایز کشورهای توسعهیافته از کشورهای توسعهنایافته،
چگونگی دسترسی آن کشورها به تکنولوژیهای پیشرفته است. از سوی دیگر تکنولوژی
زنجیرهای است گسترده و وابسته به یکدیگر که هرگونه پیشرفتی در یک بعد از آن،
پیشرفت در ابعاد دیگر را به همراه خواهد داشت. امروزه دانش و فناوري، کهکشانی به هم
پیوسته است و هر تحولی در بخشی از این کهکشان، بر سایر بخشها تأثیر میگذارد.
فناوريهای نوین،
علاوه بر رشد و پیشرفت علمی و صنعتی یک کشور، به عنوان قدرت ملی در صحنه بینالمللی
محسوب میشوند. در دنیای امروز، علاوه بر قدرت مردم، قدرت علمی و فناوري، تعیینکننده
توان ملی یک کشور در معادلات منطقهای و بینالمللی است. فناوريهای نوین عملاً به
یک عامل مهم ایجاد موازنه قدرت در عرصه بینالمللی تبدیل شدهاند. فناوري هستهای به
عنوان فناوري برتر، نقشی بیبدیل و استراتژیک را در ایجاد قدرت ملی، پیشرفت علمی و
صنعتی، رشد نیروی انسانی و بالندگی نخبگان را در فضای بینالمللی ایفا میکند.
مزایای استفاده از انرژی هستهای:
برای بررسی دقیقتر
موضوع و شناخت دلائل این نقش استراتژیک، توجه به مزایای استفاده از انرژی هستهای ضروری
است. در این خصوص اجمالاً به مواردی اشاره میشود:
الف) انرژی در
جهان امروز یک عامل راهبردی است و اغلب کشورهای جهان از همین دریچه به مقوله انرژی
مینگرند. سوختهای فسیلی مانند ذغال سنگ، مقادیر قابلتوجهی از انواع آلایندهها همانند
ترکیبات کربن و گوگرد را وارد محیط زیست میکنند که برای سلامت انسان زیانبارند.
از سوی دیگر با توجه به افزایش روزافزون مصرف انرژی الکتریکی و پایانپذیر بودن
منابع سوخت فسیلی، به نظر میرسد استفاده از انرژی هستهای بهترین گزینه است.
ایران در حال حاضر
حدود 40 هزار مگاوات تولید انرژی الکتریکی دارد و پیشبینی میشود طی ده سال آینده،
نیاز به انرژی الکتریکی حداقل 60 هزار مگاوات باشد. در حال حاضر روسیه بهرغم
تولید روزانه هشت میلیون بشکه نفت و صادرات روزانه پنج میلیون بشکه، 30 نیروگاه
هستهای دارد و افزودن 20 نیروگاه اتمی جدید را نیز در دستورکار دارد، این در حالی
است که روسیه اولین کشور دارنده ذخاير گازی جهان و جمعیت آن تنها کمی بیش از دو
برابر ایران است.
با نگاهی گذرا به
برنامههای کشورهايی نظیر آمریکا، فرانسه، ژاپن، کره جنوبی و چین، وضعیت مشابهی را
مشاهده میکنیم و ریشه تمام این واقعیتها را باید به نقش و جایگاه ویژه انرژی و
امنیت انرژی به عنوان موتور محرکه اقتصاد ملی و نقش کلیدی آن در فرایند تحولات سیاسی،
اجتماعی و اقتصادی جستجو کرد؛ خصوصاً اینکه با افزایش تدریجی قیمت نفت و گاز،
امروزه نیروگاههای اتمی، اقتصادیترین روش برای تولید انرژی الکتریکی هستند.
بر مبنای گزارش تحقیقی که توسط پژوهشگاه نیرو در
سال 1384 انجام شد، برای نفت بالاتر از 50 دلار در هر شبکه، گزینه تولید انرژی از
طریق نیروگاههای اتمی در مقایسه با نیروگاههای فسیلی، توجیه اقتصادی بیشتری دارد.
امروزه که قیمت نفت به بالای صد دلار رسیده است، تولید انرژی الکتریکی از طریق
نیروگاههای اتمی، قطعاً اقتصادیتر از دیگر روشهای موجود است.
ب) توسعه پزشکی
هستهای از دیگر مزایای استفاده از انرژی هستهای است. در حال حاضر یکی از روشهای
تشخیص و درمان، پزشکی هستهای است. کاربردهای تشعشعات هستهای در پزشکی هستهای عبارتند
از:
ـ رادیو گرافی
ـ گامااسکن
ـ استرلیزه کردن
هستهای و میکروب زدایی وسایل پزشکی با پرتوهای هستهای
ـ رادیو بیولوژی
امروزه کاربردهای
تشعشعات هستهای در پیشگیری، تشخیص و درمان بیماریها بهسرعت در حال توسعه است. به
عنوان مثال میتوان از تهیه و تولید کیتهای رادیويی برای مراکز پزشکی هستهای،
تهیه و تولید رادیو دارو برای تشخیص بیماری تیروئید و درمان آن، تهیه و تولید کیتهای
هورمونی، تشخیص و درمان سرطان پروستات، تشخیص سرطان کولون، روده کوچک و برخی سرطانهای
سینه و… نام برد.
ج) کاربردهای
متنوع انرژی هستهای در بخش دامپزشکی و دامپروری، شناسايی و دسترسی به منابع آب و
بخشهای کشاورزی و صنعتی بسیار گسترده و زمینههای این کاربردها در بخشهای اشاره
شده، بهسرعت در حال توسعه کمی و کیفی است که به عنوان نمونه به تعداد محدودی از
این کاربردها اشاره میشود.
ـ تشخیص و درمان
بیماریهای دامی، تولید مثل دام، اصلاح نژاد، بهداشت و ایمنسازی محصولات دامی و
خوراک دام
ـ شناسايی حوزههای
آب زیرزمینی، کشف و کنترل نشت در سدها
ـ موتاسیون هستهای
ژنها در کشاورزی
ـ کنترل حشرات با
تشعشعات هستهای
ـ جلوگیری از
جوانه زدن سیبزمینی با اشعه گاما
ـ انبار کردن میوهها
ـ دیرینهشناسی و
عمریابی صخرهها
ـ نشتیابی به طور
عام
ـ دبی سنجی پرتویی
ـ کشف عناصر نایاب
و بسیاری موارد
استفاده دیگر که در کشورهایی که استفاده از فناوری هستهای نهادینه شده است، این
کاربردها بهطور طبیعی و بهتدریج توسعه پیدا میکنند.
علاوه بر تمام مزایای
اشاره شده، ورود به عرصه فناوری هستهای در هر کشوری موجب ارتقای سطح دانش فنی و
رشد کمی و کیفی در نیروی انسانی متخصص در زمینههای مختلف صنعتی، کشاورزی و پزشکی
میشود.
بیگمان مهمترین
عاملی که نیروهای سلطهطلب بینالمللی را علیه توسعه فناوری هستهای در جمهوری
اسلامی متحد میکند، تلاش گسترده آنها در جهت جلوگیری از توسعه منابع متخصص و
نیروی انسانی دانشمحور در کشور است؛ لذا جمهوری اسلامی ایران، به عنوان یک کشور
ممتاز و الگویی جدید در عرصه بینالملل، با شناخت دقیق از محیط پیرامونی و عوامل
مهم افزایش توان ملی و با اتخاذ استراتژی و سیاستی دقیق و حساب شده، پیشرفت و
توسعه فناوري هستهای را به عنوان یک برنامه راهبردی در سیاستها و برنامههای بلندمدت
خود تبیین و تنظیم کرده است.
رئوس این برنامهها
عبارتند از:
ـ توسعه و گسترش
علوم و فنون هستهای و ایجاد زیربنای علمی و فنی لازم
ـ توسعه کاربرد
علوم و فنون هستهای در صنعت، کشاورزی، پزشکی و خدمات
ـ انجام مطالعات و
اقدامات لازم برای مکانیابی، طراحی، احداث و بهرهبرداری ایمن از نیروگاههای اتمی
و راکتورهای تحقیقاتی
ـ اعمال کلیه
تمهیدات ضروری جهت جمعآوری، نگهداری، تثبیت و دفع پسماندهای هستهای
ـ حفاظت و کنترل
رادیولوژیکی مردم و محیطزیست در برابر اشعه مطابق معیارها و ضوابط بینالمللی
ـ تأمین منابع روز
و جامع اطلاعات علمی در زمینه انرژی هستهای
این برنامه در دهه
60 با آغاز تکمیل نیروگاه هستهای بوشهر
شروع شد. از همان ابتدا حدس زده میشد که کشورهای صاحب این تکنولوژی مهم، اجازه
دسترسی و دستیابی ایران به یک نیروگاه 1000 مگاواتی هستهای را ندهند و طولی نکشید
که این حدس تبدیل به یقین شد و شرکتهای آلمانی براساس سیاست اعلام شده از سوی
کشور آلمان و اتحادیه اروپا، از همکاری و تکمیل نیروگاه هستهای بوشهر اجتناب و
رسماً اعلام انصراف کردند.
در این وضیعت
جمهوری اسلامی ایران بیش از دو راه پیش رو
نداشت. مسیر اول این که به دلیل پیچیده بودن این تکنولوژی، این استراتژی را برای
همیشه به فراموشی بسپارد و توسعه و پیشرفت در عرصه انرژیهای نوین را از برنامه
بلندمدت خود حذف کند و دوم این که با برنامهریزی، تربیت نیروی انسانی و استفاده
از مدیران شایسته و برجسته کشور، طرحی نو در اندازد و به صورت بنیادین، فناوري
نوین هستهای را با هدف تولید انرژی و ابعاد عدیده استفاده از این فناوري توسعه
بخشد. بدیهی است که جمهوری اسلامی ایران به عنوان یک الگوی منطقهای و فرامنطقهای،
مسیر دوم را برگزید و در اواخر دهه 60 و اوایل دهه 70، برنامه توسعه فناوري هستهای
در سیاستهای نظام تعریف و تبیین شد.
در همین راستا
تلاش شد تا کار با دو کشور روسیه و چین به عنوان کشورهای جایگزین آغاز شود. روسیه برای
تکمیل نیروگاه بوشهر و چین برای تکمیل فرایند تولید سوخت هستهای. ولی در ادامه
مسیر، چین به دلیل فشار کشورهای غربی بهویژه امریکا حاضر نشد بهرغم قراردادهایی
که منعقد شده بودند، همکاری خود را در زمینه هستهای با ایران دامه دهد
و تنها روسیه مصمم به تکمیل نیروگاه هستهای بوشهر ماند. در سایر زمینههای هستهای
هیچ کشوری جمهوری اسلامی ایران را همراهی نکرد.
بنابراین دانش هستهای بدون دریافت هیچ گونه
کمکی از سوی دیگر کشورها توسعه پیدا کرد و با اتکا به توانمندیهای علمی و فنی
داخل کشور به صورتی کاملاً بومی و با همکاری گسترده دانشگاهها و مراکز صنعتی
کشور، صنعت هستهای در کشور ایجاد شد و توسعه یافت. به همین دلیل این دانش بدون
اتکاء به کشورهای خارجی و به صورت نهادینه و مستمر مسیر رشد و توسعه خود را ادامه
خواهد داد.
امروز این نکته
مهم به اثبات رسیده و بیگانگان نیز خوب میدانند که دیگر امکان از بین بردن دانش
فناوری هستهای در ایران، با فشار و تهدید عملاً غیرممکن است.
برنامه توسعه همهجانبه
در بخش هستهای در راستای تکمیل چرخه سوخت(*) با اتکا به نیروی انسانی
داخلی و دانش بومی در سالهای 76 و 77 در
ابعاد مختلف و با نظارت مقامات عالی نظام تنظیم شد. ابعاد این برنامه بلندمدت و
گسترده با هدف بومیسازی دانش هستهای تبیین و به شرح ذیل به اجرا گذاشته شد:
ـ تکمیل نیروگاه
هستهای بوشهر با هدف افزایش تولید برق کشور: خوشبختانه در حال حاضر نیروگاه اتمی
بوشهر به شبکه سراسری وصل است و هفتصد مگاوات برق تولید میکند و طی ماههای آینده
بهتدریج به 1000 مگاوات خواهد رسید.
ـ ساخت یک راکتور
تحقیقاتی هستهای 40 مگاواتی با هدف تولید رادیوداروها برای استفاده در مصارف
پزشکی و صنعتی: این پروژه در حال حاضر مراحل نهايی خود را طی میکند. با اجرای
کامل این پروژه تمامی نیازهای کشورهای همسایه به انواع رادیوداروها قابل تأمین
است.
ـ ساخت یک مجتمع
تولید آب سنگین به عنوان تأمینکننده آب برای راکتور تحقیقاتی 40 مگاواتی که نقش خنککننده
و تعدیلکننده این راکتور را به عهده دارد: این پروژه در سال 1385به بهرهبرداری
رسید و در حال حاضر با ظرفیت کامل تولید میکند.
ـ ساخت یک نیروگاه
آب سبک داخلی به قدرت 360 مگاوات به عنوان مدلی برای توسعه نیروگاههای دیگر تولید
برق: این پروژه در مراحل پایانی طراحی پایه است و طراحی تفصیلی آن آغاز شده است.
ـ ساخت و توسعه تأسیسات
تولید و تبدیل اورانیوم با هدف تولید سوخت راکتورهای ساخت داخل: این مجتمع در حال
حاضر به ظرفیت کامل تولید خود رسیده است.
ـ ساخت و توسعه
مجتمع غنی سازی اورانیوم با هدف تولید سوخت راکتورهای تحقیقاتی و قدرت ساخت داخل:
این مجتمع در حال حاضر اورانیوم با غنای 5/3% و 20% تولید میکند.
ـ توسعه مراکز
تحقیقاتی برای تولید رادیو داروها با هدف استفاده بهینه فناوري هستهای در مصارف
پزشکی و صنعتی
ـ تربیت نیروی
انسانی متخصص هستهای با هدف تأمین نیروهای متخصص لازم در بهرهبرداری از تأسیسات
مختلف هستهای: در حال حاضر تعداد زیادی از دانشگاهها در رشتههای مرتبط با صنعت
هستهای به تربیت دانشجو اشتغال دارند و آزمایشگاهها و کتابخانههای غنی و متناسب
با رشد صنعتی در مراکز دانشگاهی ایجاد شده است.
بهرغم پیچیده
بودن هریک از فرایندهای ذکر شده، وجود تحریمها و ممانعت گسترده از دستیابی جمهوری
اسلامی ایران به فناوريهای هستهای، این برنامه با هدایت مقام معظم رهبری و
حمایتهای مؤثر و جدی معظم له، با دقت و ظرافت، گام به گام مراحل رشد و بلوغ خود
را طی میکند بطوری که دنیای غرب امروز متحیر و سرگردان از چگونگی دستیابی جمهوری
اسلامی ایران به ابعاد مختلف فناوري هستهای است و هر چند در ابتدا حاضر به قبول
آن نبود، اما بهتدریج این واقعیت اجتنابناپذیر را پذیرفت و ناچار شد به دستیابی کامل
جمهوری اسلامی به فناوري هستهای اذعان کند. امروز ما افتخار میکنیم که جمهوری اسلامی ایران یکی از 9 کشور جهان است که
چرخه کامل سوخت هستهای را دراختیار دارد.
* چرخه
سوخت هستهاى و اجزاى تشكيلدهنده آن چرخه سوخت هستهاى شامل مراحل استخراج،
آسياب، تبديل، غنىسازى، ساخت سوخت باز توليد و راكتور هستهاى است.
استخراج در فناورى هستهاى،
ماده بنيادى مورد نياز، اورانيوم است. اورانيوم از معادن زيرزمينى و همچنين حفاريهاى
روباز قابل استحصال است. اين ماده به رغم آن كه در تمام جهان قابل دستيابى است اما
سنگ معدن تغليظ شده آن به مقدار بسيار كمى قابل دستيابى است.
زمانى كه اتمهاى مشخصى از
اورانيوم در يك واكنش زنجيرهاى دنبالهدار كه به دفعات متعدد تكرار شده، شكافته ميشود،
مقادير متنابهى انرژى آزاد ميشود، به اين فرايند شكافت هستهاى ميگويند. فرايند
شكاف در يك نيروگاه هستهاي به آهستگى و در يك سلاح هستهاى با سرعت بسيار روى ميدهد،
اما در هر دو حالت بايد به دقت كنترل شوند. مناسبترين حالت اورانيوم براى شكافت
هستهاى ايزوتوپهاى خاصى از اورانيوم 235 (يا پلوتونيوم 239) است. ايزوتوپها،
اتمهاى يكسان با تعداد نوترونهاى متفاوت هستند. به هرحال اورانيوم 235 به دليل
تمايل باطنى به شكافت در واكنشهاى زنجيرى و توليد انرژى حرارتى به عنوان «ايزوتوپ
شكافت» شناخته شده است. هنگامى كه اتم اورانيوم 235 شكافته ميشود دو يا سه نوترون
آزاد ميكند اين نوترونها با ساير اتمهاى اورانيوم 235 برخورد كرده و باعث شكاف
آنها و توليد نوترونهاى جديد ميشود. براى روى دادن يك واكنش هستهاى به تعداد
كافى از اتمهاى اورانيوم 235 براى امكان ادامه يافتن اين واكنشها به صورت زنجيرى
و البته خودكار نيازمنديم. اين جرم مورد نياز به عنوان «جرم بحرانى» شناخته ميشود.
بايد توجه داشت كه هر 1000 اتم طبيعى اورانيوم شامل تنها حدود هفت اتم اورانيوم 235
بوده و 993 اتم ديگر از نوع اورانيوم 238 هستند كه اصولاً كاربردى در فرايندهاى
هستهاى ندارند.
تبديل اورانيوم سنگ معدن اورانيوم استخراج شده در
آسياب خرد و ريزشده و به پودر بسيار ريزى تبديل مى شود. پس از آن طى فرايند
شيميايى خاصى خالصسازى شده و به صورت يك حالت جامد به هم پيوسته كه از آن به
عنوان «كيك زرد» (yellow cake) ياد مى شود، درميآيد. كيك زرد شامل 70
درصد اورانيوم بوده و داراى خواص پرتوزايى (radioactive)
است.
هدف پايهاى دانشمندان
هستهاى از فرايند غنيسازى افزايش ميزان اتمهاى اورانيوم 235 است كه براى اين
هدف اورانيوم بايد اول به گاز تبديل شود. با گرم كردن اورانيوم تا دماى 64 درجه
سانتيگرادى حالت جامد به گاز هگزا فلوئوريد اورانيوم (UFG)
تبديل ميشود. هگزافلوئوريد اورانيوم خورنده و پرتوزا است و بايد با دقت جابهجا
شود، لولهها و پمپها در كارخانههاى تبديلكننده به صورت ويژهاى از آلياژ
آلومينيوم و نيكل ساخته ميشوند. گاز توليدى همچنين بايد از نفت و روغنهاي گريس
به جهت جلوگيرى از واكنشهاى ناخواسته شيميايى دور نگه داشته شود.
غنيسازى هدف غنيسازى
مشخصاً افزايش ميزان اورانيوم 235 ـ ايزوتوپ شكافت ـ است. اورانيوم مورد نياز در
مصارف صلحآميز نظير راكتورهاى هستهاى نيروگاهها بايد شامل دو تا سه درصد
اورانيوم 235 باشد. شيوه متداول غنيسازى اورانيوم سانتريفوژ كردن گاز است. در اين
روش هگزافلوئوريد اورانيوم در يك محفظه استوانهاى با سرعت بالا در شرايط گريز از
مركز قرار ميگيرد. اين كار باعث جدا شدن ايزوتوپهاى با جرم حجمى بالاتر از
اورانيوم 235 ميشود (اورانيوم 238). اورانيوم 238 در طى فرايند گريز از مركز به
سمت پايين محفظه كشيده شده و خارج ميشود، اتمهاى سبكتر اورانيوم 235 از بخش
ميانى محفظه جمعآورى و جدا ميشود. اورانيوم 235 تجميعشده پس از آن به محفظههاى
گريز از مركز بعدى هدايت ميشود. اين فرايند بارها در ميان زنجيرى از دستگاههاى
گريز از مركز در كنار هم چيده شده تكرار ميشود تا خالصترين ميزان اورانيوم بسته
به كاربرد آن به دست آيد.
راكتورهاى هستهاى راكتورها
با بهرهگيرى از حرارت توليدى در شكافت هستهاى كار مى كنند. اين حرارت جهت گرم
كردن آب، تبديل آن به بخار و استفاده از بخار براى حركت توربينها بهره گرفته ميشود.
همچنين اگر قصد ساخت بمبهاى پلوتونيومى در كار باشد نيز اورانيوم غنيشده را به
راكتورهاى هستهاى منتقل ميكنند. در نوع خاصى از راكتورهاى هستهاى از اورانيوم غنيشده
به شكل قرصهايى به اندازه يك سكه و ارتفاع يك اينچ بهره ميگيرند. اين قرصها به
صورت كپسولهاى ميلهاى شكل صورتبندى شده و درون يك محفظه عايق، تحت فشار قرار
داده ميشوند.
در بسيارى از نيروگاههاى
هستهاى اين ميلهها جهت خنك شدن درون آب غوطهور هستند. روشهاى ديگر خنككننده
نيز نظير استفاده از دياكسيدكربن يا فلز مايع هستند. براى كاركرد مناسب يك راكتور
ـ مثلاً توليد حرارت با كمك واكنش شكافت ـ هسته اورانيومى بايد داراى جرم فوق
بحرانى باشد، اين بدين معناست كه مقدار كافى و مناسبى از اورانيوم غنيشده جهت شكلگيرى
يك واكنش زنجيرى خود به خود پيش رونده مورد نياز است. براى تنظيم و كنترل فرايند
شكافت ميلههاى كنترلكننده از جنس موادى نظير گرافيت با قابليت جذب نوترونهاي درون
راكتور وارد محفظه ميشوند. اين ميلهها با جذب نوترونها باعث كاهش شدت فرايند
شكافت ميشوند.
در حال حاضر بيش از چهارصد
نيروگاه هستهاى در جهان وجود دارند و 17 درصد الكتريسيته جهان را توليد ميكنند.
راكتورها همچنين در كشتىها و زيردريايىها كاربرد دارند.
بازپردازش يك عمليات
شيميايى است كه سوخت كاركردى را از زبالههاى اتمى جدا ميكند. در اين عمليات ميله
سوخت مصرف شده، غلاف بيرونى فلزى خود را در قبال حل شدن در اسيدنيتريك داغ از دست
ميدهد. محصولات اين عمليات كه در راكتور مورد استفاده دوباره قرار ميگيرد، شامل
96 درصد اورانيوم، سه درصد زباله اتمى به شدت پرتوزا و يك درصد پلوتونيوم است.
سوتیترها:
1.
دانش هستهای
ایران بدون دریافت هیچ گونه کمکی از سوی دیگر کشورها توسعه پیدا کرد و با اتکا به توانمندیهای
علمی و فنی داخل کشور به صورتی کاملاً بومی و با همکاری گسترده دانشگاهها و مراکز
صنعتی کشور، صنعت هستهای در کشور ایجاد شد و توسعه یافت. به همین دلیل این دانش بدون
اتکاء به کشورهای خارجی و به صورت نهادینه و مستمر مسیر رشد و توسعه خود را ادامه خواهد
داد.
2.
امروز این نکته مهم
به اثبات رسیده و بیگانگان نیز خوب میدانند که دیگر امکان از بین بردن دانش فناوری
هستهای در ایران، با فشار و تهدید عملاً غیرممکن است.
3. بهرغم پیچیده
بودن هریک از فرایندهای ذکر شده، وجود تحریمها و ممانعت گسترده از دستیابی جمهوری
اسلامی ایران به فناوريهای هستهای، این برنامه با هدایت مقام معظم رهبری و حمایتهای مؤثر و جدی معظم له، با دقت و ظرافت، گام به گام
مراحل رشد و بلوغ خود را طی میکند بطوری که دنیای غرب امروز متحیر و سرگردان از
چگونگی دستیابی جمهوری اسلامی ایران به ابعاد مختلف فناوري هستهای است