لم يشكر المخلوق لم يشكر الخالق
با تشكر و قدرداني بسيار از مديريت محترم سركار خانم اسماعيلي و دبير ارجمند سركار خانم مرشدي كه با تلاش و زحمات بي شائبه همچون چراغي روشنايي بخش راهمان بودند و از هيچگونه مساعدتي دريغ نفرمودند.

چكيده:
انرژي بدست آمده از فعل و انفعالات هسته اي را انرژي هسته اي مي گويند. اين انرژي از دو منشا مي تواند سرچشمه بگيرد يكي شكافت هسته اتم هاي سنگين و ديگري همجوشي يا گداخت هسته ي اتم هاي سبك. ذيلا به اختصار به اين دو فعل و انفعال هسته اي كه به توليد انرژي هسته اي منجر مي گردد پرداخته مي شود.

۱- شكافت هسته اي:
اين شكافت بيشتر مربوط به V235- اورانيوم با جرم اتمي ۲۳۵ بود و وجود يك حداقل جرمي از اورانيوم براي يك واكنش زنجيره اي لازم به نظر مي رسيد اين حداقل را جرم بحرامي ناميده اند.
شكافت هسته اي به دو هسته سبكتر همراه با آزاد شدن مقادير زيادي انرژي است و اين فرايند تنها در هسته هاي سنگين چون اورانيوم و پلوتونيوم اتفاق مي افتد.
۲- همجوشي يا گداخت هسته اي: همجوشي يا گداخت هسته اي را مي توان بعنوان فرايند عكس شكافت هسته اي قلمداد كرد يعني فرايندي كه در آن دست كم يكي از محصولات واكنش هسته اي از هر يك از مواد واكنش زاي اوليه پر جرم تر باشد. گداخت هسته اي در مواردي كه جرم كل هسته اي محصول از جرم كلي مواد واكنش زا كمتر باشد منجر به رهايي انرژي خواهد شد.

فهرست مطالب
عنوان صفحه
آشنايي با فعاليت هاي سازمان انرژي اتمي ايران ۱
سازمان قبل از انقلاب ۱
وظايف سازماني ۲
رئيس سازمان ۳
استقلال مالي سازمان ۳
تشكيلات سازمان ۴
سازمان بعد از انقلاب شكوهمند اسلامي ۴
فعاليت هاي سازمان ۵
معاونت نيروگاههاي اتمي ۵
اهم فعاليتهاي دفتر تضمين كيفيت ۷
اهم فعاليتهاي دفتر خدمات هسته اي و بهره برداري ۷
اهم فعاليتهاي دفتر امور قراردادهاي خاص ۷
معاونت پژوهشي ۷
مركز تحقيقات هسته اي ۸
توليد چشمه هاي صنعتي ۱۰

به دست آوردن مواد راديو اكتيو ۶۱
كاربردهاي علوم و تكنولوژي هسته اي ۶۲

انرژي هسته اي ۶۴
كاربردهاي علوم و تكنولوژي هسته اي ۶۹
برق هسته اي ۷۲
چرخه سوخت هسته اي ۷۵

ديدگاههاي اقتصادي و زيست محيطي برق هسته اي ۷۷
بمب كثيف چيست؟ ۸۴
انواع بمب كثيف ۸۶
آسيب هاي ناشي از بمب كثيف ۸۸
تصوير برداري در پزشكي هسته اي ۹۰
توموگرافي تابش پوزيترون ۹۲
توموروگرافي با استفاده از تابش تك فوتون ۹۳
تصوير برداري قلب و عروق ۹۴
اسكن استخوان ۹۴
پزشكي هسته اي و درمان بيماريها ۹۵
مصارف صلح آميز انرژي هسته اي ۱۲۱
اورانيوم ۱۲۴
ساختار نيروگاههاي اتمي جهان ۱۲۷
ايزوتوپهاي اورانيوم ۱۲۸
ساختار نيروگاه اتمي ۱۲۹
غني سازي اورانيوم ۱۳۲
تاريخچه بمب اتم ۱۳۴
ليزه ميتنر ۱۳۶
چرخه سوخت هسته اي ۱۳۷
فراوري ۱۳۸
غني سازي ۱۳۹
راكتور هسته اي ۱۴۱
بازفراوري ۱۴۲
بمب پلوتونيومي ۱۴۳
بمب اورانيومي ۱۴۴
نيروگاه هسته اي ۱۴۵

آشنايي با فعاليت هاي سازمان انرژي اتمي ايران
بدون ترديد جمهوري اسلامي ايران از کشورهاي صاحب نام در عرصه فناوري هسته اي در جهان است، اما کسب اين جايگاه در گرو تلاش هاي بي وقفه کارشناسان و متخصصان اهل اين سرزمين است که در طول سال هاي گذشته از هيچ کوششي فرو گذار نبوده اند.  تامل در آن نسل امروز ما را با مسير پيموده شده براي بومي کردن تکنولوژي هسته اي آشنا کرده و آنان را بيش از گذشته در راه صيانت از حقوق مسلم و خدشه ناپذير خودشان مصمم خواهد ساخت.
آنچه در پي مي آيد، مجموعه اي از اقدامات اين سازمان از سال ۱۳۵۵ تا کنون است
سازمان قبل از انقلاب
– در سال ۱۳۳۵ مجلس شوراي ملي ايجاد مرکز اتمي دانشگاه تهران را تصويب کر

د.
– در سال ۱۳۴۰ در زميني به مساحت ۲۸ هکتار در شمال آن روز تهران، کلنگ احداث اين مرکز زمين زده شد.
– در آذرماه ۱۳۴۶ « راکتور ۵ مگاواتي آموزشي و تحقيقاتي ايران » ، بحراني و آماده به کار شد.
– در اسفندماه ۱۳۵۲ بر اساس فرماني سازمان انرژي اتمي ايران ايجاد گرديد.
– در فرودين ماه ۱۳۵۳ سازمان انرژي اتمي ايران تشکيل شد و شروع به کار کرد.
– در همين سال قرارداد ساخت چهار واحد نيروگاه اتمي با شرکت هاي آلماني و فرانسوي منعقد گرديد.
– در تيرماه ۱۳۵۳ قانون تاسيس سازمان، از مجلس شوراي ملي گذشت و به دولت ابلاغ شد.
وظايف سازماني
بر اساس ماده ۳ قانون سازمان انرژي اتمي مصوب ۱۶ تيرماه سال ۱۳۵۳ وظايف سازمان به شرح زير تعريف و تصويب شده است :
الف – توسعه و گسترش علوم و فنون اتمي در کشور و ايجاد زيربناي علمي و فني لازم براي استفاده از علوم و فنون اتمي در برنامه هاي توسعه و تحول کشور .
ب – انجام مطالعات و تحقيقات لازم در زمينه هاي مربوط به علوم و فنون اتمي.
پ – اهتمام در کاربرد علوم و فنون اتمي در صنايع، کشاورزي و خدمات.
ت – ايجاد خدمات فني مورد نياز کشور در زمينه علوم و فنون اتمي.
ث – انجام بررسيها و عمليات اکتشافي براي تعيين منابع مواد اوليه صنايع اتمي از قبيل سوخت اتمي و مواد راديواکتيو و بهره برداري از اين منابع از طريق استخراج و استفاده از مواد مزبور در صنايع، نيروگاهها، کارخانه ها و تاسيسات مختلف اتمي کشور.
سازمان موظف است اهتمام خود را براي تامين سوخت اتمي و ساير مواد اصلي مورد نياز صنايع اتمي کشور با توجه به نيازهاي آينده به کار ببرد.
ج – ايجاد نيروگاههاي اتمي و بهره برداري از آنها براي کمک به تامين نيروي برق مورد نياز کشور.
چ – ايجاد تاسيسات شيرين کردن آب شور و بهره برداري از آنها براي کمک به تامين آب مورد نياز کشور.
ح – توليد و توزيع راديوايزوتوپها و ساير مواد و تجهيزات مورد نياز براي کاربرد علوم و فنون اتمي کشور.
خ – ايجاد هماهنگي و نظارت بر امور مربوط به علوم و فنون اتمي در کشور که بوسيله ساير موسسات اعم از دولتي و يا وابسته به دولت و يا غير دولتي انجام مي شود و تنظيم مقررات، ضوابط و آئين نامه هاي مربوط و پيشنهاد آن به مراجع ذيصلاح قانوني براي تصويب.
د – ايجاد ارتباط با مراجع بين المللي و يا کشورهاي خارجي در زمينه علوم و فنون و صنايع اتمي به نام دولت جمهوري اسلامي ايران، نمايندگي دولت ايران در آژانس بين المللي انرژي اتمي به عهده سازمان خواهد بود.
ذ – انجام تحقيقات مربوط به استفاده از منابع انرژي موجود در طبيعت که مورد بهره برداري قرار نگرفته اند و اهتمام در استفاده از تجربيات ساير کشورها در اين زمينه از طريق ايجاد ارتباط لازم.
رئيس سازمان
رئيس سازمان بالاترين مقام اجرايي سازمان، مسئول اداره کليه امور س

ازمان و موسسات وابسته و نماينده سازمان در کليه مراجع مي باشد.
استقلال مالي سازمان
به موجب ماده ۲ قانون، سازمان داراي شخصيت حقوقي و استقلال مالي است و منحصرا تابع مقررات قانون سازمان و اساسنامه مربوط و آئين نامه هاي استخدامي و مالي اداري مخصوص به خود مي باشد. مگر آنکه در قانون صراحتا از « سازمان انرژي اتمي ايران » نام برده شده باشد.
تشکيلات سازمان

کليه اهداف و وظايف اصلي تعيين شده در قانون سازمان در قالب پروژه هاي مصوب تعريف شده و در واحدهاي تحت پوشش معاونتهاي پژوهشي، توليد سوخت هسته اي، نيروگاههاي اتمي و نظام ايمني هسته اي کشور اجرا مي گردد. معاونتهاي برنامه ريزي، آموزش و امور مجلس، اداري و مالي و نظارت در امور شرکتها و مديريتهاي مستقل تحت نظر رياست سازمان عهده دار وظايف ستادي و پشتيباني هستند.
چارت سازماني مصوب سازمان شامل معاونت ها و واحدهاي تابعه آن نشان داده شده است.
سازمان بعد از انقلاب شکوهمند اسلامي
پيروزي انقلاب اسلامي شرايط جديدي در ايران و بالطبع در سازمان انرژي اتمي ايران به وجود آورد و سازمان را که براي ساخت و تکميل چهار راکتور در بوشهر و دارخوين تعهدات سنگيني عهده دار شده بود، به تجديد نظر واداشت.
با مصوبه مورخه ۲۹/۱۲/۱۳۶۰ هيات محترم وزيران، عمده فعاليت هاي اجرايي و تحقيقاتي سازمان از سال ۱۳۶۱ مجددا آغاز شد.
در دو برنامه ۵ ساله اول و دوم، سازمان فعاليت هاي تحقيقاتي کاربردي را مد نظر قرار داد.
با انتخاب جناب آقاي سيد محمد خاتمي به رياست جمهوري اسلامي و تغيير مديريت در سازمان در مهرماه ۱۳۷۷ فرانماي سازمان با ۷ معاونت و ۵ مديريت کل مستقل، تصويب و به اجرا در آمد.
– محور اصلي فعاليت جديد سازمان علاوه بر خدمات کاربردي و توسعه علوم و فنون هسته اي ، در تکامل چرخه سوخت و اجراي پروژه هاي نيروگاههاي اتمي در کشور است.
فعاليت هاي سازمان
با توجه به اينکه منابع فسيلي موجود جهان پايان پذير بوده و انرژي هسته اي يکي از با صرفه ترين جايگزين ها براي تامين برق مورد نياز است و به عبارت ديگر تامين انرژي الکتريکي از تکنولوژي هسته اي (شکافت و گداخت) راه حل پيشنهادي و مورد قبول توليد انرژي در جهان در قرن بيست و يکم بوده و لازم است هر کشوري، حتي اگر داراي منابع فسيلي نسبتا فراوان باشد، انرژي مورد نياز خود را از منابع متنوع تامين نمايد، به تصميم شوراي انرژي کشور، مقرر شد سازمان انرژي اتمي ايران نيز بخشي از انرژي الکتريکي مورد نياز کشور را از نيروگاههاي هسته اي تامين نمايد.
معاونت نيروگاههاي اتمي
مسئوليت کلي ساخت و بهره برداري از نيروگاههاي اتمي به عهده معاونت نيروگاههاي اتمي سازمان است. مراحل مختلف اين امر شامل برنامه ريزي، انتخاب

محل، طراحي، مهندسي، ساخت، راه اندازي، بهره برداري و نگهداري، افزايش طول عمر باقي مانده واحد، مديريت زباله هاي هسته اي، از کاراندازي واحد و ايمني هسته اي مي باشد. اهم وظايف معاونت نيروگاههاي اتمي به اين شرح است:
قرارداد طرح تکميل نيروگاه اتمي بوشهر عليرغم تمامي تلاشهاي آشکار و پنهان دولت آمريکا با کشور روسيه منعقد گرديد و هم اکنون کارشناسان روسي با همکاري متخصصين ايراني پس از طي مراحل مقدماتي، مراحل اجراي کار را آغاز نموده اند که تا پايان سال ۷۸ حدود ۳۲% پيشرفت داشته است. پيش بيني مي شود در صورت تامين منابع ارزي و ريالي مورد نياز و تامين به موقع تجهيزات و مواد و مصالح جايگزين، واحد اول نيروگاه اتمي بوشهر تا پايان سال ۱۳۸۲ راه اندازي شود.
معاونت نيروگاههاي اتمي با چهارمديريت ستادي وظايف خود را انجام مي دهد:
دفتر مهندسي و نظارت فني
دفتر تضمين کيفيت
دفتر خدمات هسته اي و بهره برداري
دفتر امور قراردادهاي خاص
علاوه بر آن مجري طرح نيروگاه اتمي بوشهر تحت نظارت معاونت نيروگاهها انجام وظيفه مي نمايد. اين امر در مورد نيروگاه استقلال نيز صادق خواهد بود.
اهم فعاليت هاي دفتر مهندسي و نظارت فني
هماهنگي کليه فعاليتهاي مربوط به پردازش اطلاعات مهندسي، جمع آوري اطلاعات از طريق ارتباطات بين المللي، سازماندهي شبکه هاي محلي و گسترده کامپيوتري، طراحي و توسعه سيستمهاي اطلاعات مديريت، تحقيق و توسعه انجام مطالعات کلان پروژه و مدلسازي و تجزيه و تحليل اطلاعات پروژه و نظارت بر اجراي برنامه هاي زمان بندي و بررسي روند پيشرفت پروژه ها.
اهم فعاليت هاي دفتر تضمين کيفيت
دفترتضمين کيفيت به عنوان يک اهرم قدرتمند مديريتي جهت حصول اطمينان از کيفيت کليه فعاليتها و ساخت اقلام و تجهيزات در انطباق با الزامات تعيين شده توسط آژانس بين المللي انرژي اتمي و نظام ايمني هسته اي کشور انجام وظيفه نمايد.
اهم فعاليتهاي دفتر خدمات هسته اي و بهره برداري
حصول اطمنيان از کارائي و شايستگي پرسنل بهره برداري، نگهداري و پيشتيباني فني که در بهره برداري و نگهداري نيروگاهها تحت گواهينامه با رعايت مقررات دفتر امور ايمني هسته اي کشور مشغول به کار مي باشند.
حصول اطمينان از انجام اندازه گيري هاي حفاظتي در محدوده سايت و در داخل هر منطقه برنامه ريزي اضطراري (EPZ) به منظور ايمني و حفظ جان مردم و پرسنل نيروگاه در شرايط اضطراري و بروز وقايع بحراني (راديولوژيکي).
اهم فعاليتهاي دفتر امور قراردادهاي خاص
* برگزاري مناقصه هاي داخلي و خارجي و انجام ساير معاملات ا

ز طريق ترک مناقصه و مشارکت در انتخاب فروشندگان، توليد کنندگان، پيمانکاران و مشاوران.
معاونت پژوهشي
وظايف اين معاونت عبارتست از برنامه ريزي و هدايت طرح ها و پروژه هاي بخشهاي معاونت، انتقال تکنولوژي هسته اي به کشور، انجام تحقيقات بنيادي و کاربردي در زمينه استفاده از انرژي اتمي در صنايع، پزشکي و کشاورزي. اينک مروري بر مراکز تحت پوشش اين معاونت داريم :

مرکز تحقيقات هسته اي
اين مرکز به سبب سابقه طولاني و توان علمي فني حاصل از کادر مجرب و با تجربه خود همواره پيشاهنگ فعاليتهاي علمي و پژوهشي بوده است. هدف اصلي اين مرکز انجام تحقيقات پايه در علوم هسته اي و فراهم آوردن زيربناي علمي براي گسترش علوم و فنون هسته اي کشور و امکانات لازم براي ايجاد خودکفائي نسبي آنها است. تربيت کادر متخصص هسته اي، همکاري با دانشگاهها و مراکز علمي، آموزشي را مي توان از هدفهاي جنبي اين مرکز به شمار آورد.
بخشهاي مختلف مرکز تحقيقات هسته اي عبارتند از:
الف – بخش تهيه و توليد راديوايزوتوپها
اين بخش با بيش از ۱۸ سال فعاليت در زمينه تهيه و توليد راديوايزوتوپها با تاسيس آزمايشگاههاي مجهز، استفاده از امکانات راکتور تحقيقاتي و تربيت نيروي انساني کارآزموده در دو زمينه توليد دارو و توليد چشمه هاي صنعتي فعاليت مي نمايد.
توليد راديو داروهاي مورد استفاده در پزشکي
الف) ژنراتور تکنسيم m – 99
اين ژنراتور با استفاده از موليبدن – ۹۹ حاصل از پاره اي شکافت کار مي نمايد. تکنسيم M – 99 حاصل به عنوان يک راديو دارو براي تشخيص ودرمان بعضي از بيمارها به ويژه غدد سرطاني به روش تزريق وريدي مستقيما و يا به کمک کيتهاي راديو دارويي مصرف مي شود. در حال حاضر حدودا هفته اي ۵۰ عدد از اين ژنراتورها در بخش راديوايزوتوپها توليد و به مراکز پزشکي هسته اي کشور فرستاده مي شود. اين در حالي است که ما تنها کشور توليد کننده اين نوع ژنراتور در منطقه هستيم.
ب) کيت هاي راديو دارويي
اين کيت ها به روش فرمولاسيون و سنتز تهيه شده و از تکنولوژي خاصي برخوردار است. در طول چند سال اخير، اين امکان فراهم شده است که بيش از ۱۵ کيت مختلف پس از طي مراحل پژوهش، توسعه، کنترل کيفيت و بررسي هاي مختلف بر روي حيوان به صورت کلينيکي و پاراکلينيکي به توليد انبوه برسند.
نام کيت هاي توليد شده:
MIBI, MSA, DMSA, GHA, EHIDA, DTPA, MDP, PHYTATE, HMPOA, MAG3, EC, ECD, MERBROFENINE, RBC, SNC12, PY, TINCOLLOID, SNC12, PYP, TINCOLLOID.
کيت هاي ياد شده در شرايط سترون، عاري از پيروژن (تب زايي)

و به صورت خشک (ليوفيليزه) در شرايط و محيط آزمايشگاه تميز و استريل تهيه مي شوند و داراي جذب بسيار زياد در ارگانهاي مختلف مورد نظر بدن هستند.
کيت هاي فوق الذکر همگي به توليد انبوه رسيده و به مراکز پزشکي هسته اي کشور ارسال مي شوند. کيت هاي مزبور همراه با تکنسيم m – 99 براي سنتي گرافي از
اندام هاي مختلف از راه وريدي وارد بدن شده و در تشخيص بيماريهاي مختلف کمک بزرگي به پزشکان مي نمايند.
پ – يد ۱۳۱
اين راديودارو به صورت يدور سديم در کپسول هاي خوراکي براي درمان و تشخيص و يا به صورت محلول براي درمان (تراپي) توليد مي گردد. اين ماده پرتوزا از طريق پرتودهي اکسيد تلور در راکتور به مدت يک هفته و به روش تصعيد به کمک کوره حرارتي در سيستم کاملا بسته و حفاظت شده، توليد مي شود. توليد اين ماده پرتوزا در حال حاضر بيش از نياز کشور مي باشد و امکان صادرات آن به هر مقدار به خارج از کشور وجود دارد. اين ماده پرتوزا دو بار در هفته توليد شده و يا برنامه ريزيهاي انجام شده، در زمان مقرر به مراکز پزشکي هسته اي کشور مي رسد.
توليد چشمه هاي صنعتي
چشمه هاي پرتوزاي ايريديوم – ۱۹۲
چشمه هاي ايريديوم – ۱۹۲ به صورت ديسک (Pellet) و به ابعاد بسيار کوچک دريافت مي شوند. هر سه يا چهار ديسک در ظرف کوچک فولادي قرار داده مي شود به نحوي که پرتوزايي آن در سطح ۷۰ تا ۷۵ کوري باشد. پس از انجام جوشکاري پيشرفته، کنترل کيفيت و انجام بازرسي هاي صنعتي در ظرفهاي مخصوص قرار داده شده، پرس گرديده و تحويل مراکز راديوگراف مي گردند تا براي بررسي جوشکاري لوله هاي نفت و گاز به کار گرفته شوند. لازم به ذکر است که ارائه اين چشمه ها به صنعت ايران گام قابل توجهي در جهت خودکفايي و صرفه جويي ارزي به حساب مي آيد و اميد است که در ظرف چند سال آينده تمام مراحل توليد اين چشمه در کشور صورت گرفته و امکان صادرات آن نيز فراهم آيد.
چشمه هاي ديگر صنعتي
اين چشمه ها که ميزان پرتوزائي آنها چند صد ميلي کوري است، کاربردهاي صنعتي در سطح سنجي، ضخامت سنجي و دانسيته سنجي دارند. ضمنا از اين نوع چشمه ها مي توان در بررسي هاي مختلف مانند آناليزهاي شيميائي، رديابي، عيب يابي، و بر

رسي ترک هاي موئين نيز استفاده کرد.
چشمه هاي بتالايت
تهيه و توليد چشمه هاي نوراني بتالايت براي استفاده صنايع به ويژه صنايع نظامي، فرودگاهها، سيستمهاي اپتيکي از جمله دوربين ها صورت مي پذيرد. اين لامپ هاي نوراني با استفاده از گاز تريسيم تهيه مي شوند. با انتقال تکنولوژي و فراهم آوردن زيربناي فني و دانش علمي لازم امکان توليد انواع مدل هاي اين لامپ هاي نوراني فراهم است. طراحي، ساخت، نصب، بهره برداري و خدمات پس از تحويل سيستم هاي مختلف با استفاده از چشمه هاي پرتوزا که در زمينه هاي مختلف کاربردهاي متعدد دارند از ديگر خدمات ارائه شده مرکز تحقيقات هسته اي سازمان انرژي اتمي مي باشد. استفاده از اين چشمه هاي پرتوزا در نشت يابي لوله هاي نفتي مسلما اثر اقتصادي و فني وسيعي در بر دارد.
الف) بخش تحقيقات و کارگرداني راکتور
مهمترين ابزار علمي اين بخش، يک راکتور تحقيقاتي ۵ مگاواتي از نوع استخري مي باشد. با توجه به تسهيلات تابش دهي که شامل ۷ کانال پرتونوتروني و دو سيستم پنوماتيک مي باشد، راکتور قادر است امکان تحقيقات پايه در زمينه فيزيک راکتور، فيزيک نوترون و اثر متقابل نوترون با ماده را ارائه نمايد. سرويس دهي راکتور در تهيه برخي از راديو ايزوتوپها براي مصارف پزشکي، صنعت و کشاورزي و نيز آناليز به روش فعال سازي نوتروني وتربيت نيروي انساني مي باشد. عمليات ساختماني راکتور مرکز تحقيقات هسته اي در تاريخ ۳۰/۹/۱۳۴۰ آغاز گرديد و در تاريخ ۴/۹/۱۳۴۶ فعاليت اين راکتور با هدف تحقيقات بنياديو توليد راديوايزوتوپهاي مورد نياز در پزشکي، کشاورزي و صنعت و همچنين آموزش نيروي انساني رسما آغاز گرديد.
فعاليتهاي مربوط به راکتور به صورت پراکنده و بسيار ضعيف انجام گرفت و نياز کشور را به راديوايزوتوپها به ويژه راديو داروها تامين نمي نمود و کليه اين فرآورده هاي حياتي از کشورهاي صاحب تکنولوژي وارد کشور مي شد. پس از پيروزي انقلاب اسلامي برنامه ريزي دقيقي در راستاي استفاده بهينه از راکتور به عمل آمد و با پيگيري و جديت و جهت دهي صحيح مسئولين محترم سازمان انرژي اتمي حرکت همه جانبه اي در جهت هرچه فعالتر نمودن راکتور آغاز گرديد. ولي متاسفانه در طول مدت هشت سال دفاع مقدس فعاليت راکتور بر حسب شرايط موجود با راندمان کم دنبال گرديد. پس از پايان جنگ تحميلي پيشرفت و پيشبرد فعاليتهاي راکتور تحقيقاتي در زمينه هاي کاري مربوط به طور چشمگيري افزايش يافت.
در سال ۱۳۶۷ واحد جنوبي سيستم تابش دهي پنوماتيک به

طول ۸۰۰ متر تا مرکز تابش گاما ادامه داده شد که کارشناسان آن مرکز بتوانند مستقلا و مستقيما نمونه هاي پژوهشي خود را جهت پرتودهي به قلب

راکتور فرستاده و دريافت نمايند.
در سال ۱۳۷۱ مبدلهاي حرارتي که يکي از سيستمهاي مهم مربوط به خنک کننده هاي راکتور مي باشند، توسط کارشناسان و تکنسين هاي بخش تعويض گرديد. نظر به مدت زمان طولاني استفاده از سوخت موجود و اشکالات مربوطه، امکان افزايش قدرت راکتور تحقيقاتي و افزايش مدت کارکرد آن وجود نداشت و لذا شرايط راکتور جوابگوي نيازهاي تحقيقاتي و

توليد راديو ايزوتوپها نبود با پيگيري و پشتکار مدبرانه مسئولين سوخت راکتور در سال ۱۳۷۲ تعويض گرديد. کليه مراحل تعويض و تبديل سوخت و همچنين انجام تغييرات لازم در سيستم ميله هاي کنترل و مکانيزمهاي آن با همکاري و مشارکت کارشناسان و تکنسين هاي فني بخش تحقيقات و کارگرداني راکتور به مرحله اجرا درآمد.
ب ) بخش فيزيک هسته اي
عمده فعاليت هاي آزمايشگاه و اندوگراف حول شناب دهنده متمرکز است. آناليز مواد به کمک روشهاي هسته اي بالاخص روش پيکسي (pixe) و روش پس زني رانرفورد (RBS) مورد استفاده قرار مي گيرد. ايجاد يک آزمايشگاه تکنيک خلاء و تعمير آشکار سازهاي ژرمانيوم ابر خالص (Hp Ge)، تعمير و راه اندازي سيستم شمارش آنتي کامپتون، بررسي پديده شکافت با پرتونونهاي Mev 30 = E در سيکلوترون مرکز کرج‏‏، بررسي واکنشهاي هسته اي روي تراز ايزومري Al26‏ خدمات باستان سنجي و حفظ و مرمت آثار فرهنگي تاريخي نيز از فعاليت هاي اين بخش است.
ج ) بخش فيزيک نوترون
در قسمت فيزيک نوترون، فعاليتهاي ساخت حفاظ براي سيستمهاي ديفراکتومتر نوتروني و راديوگرافي نوتروني‏ همکاري و انجام پروژه هاي مشترک با مرکز تحقيقات و توليد سوخت هسته اي اصفهان‏، بررسي ساخت سيستم گرداننده نمونه در قلب راکتور، طرح ساخت رابيت، انجام آناليز به روش NAA به صورت کميو کيفي براي نمونه هاي بيولوژيکي و ژئولوژيکي‏، راه اندازي و استفاده از کدهاي کامژيوتري مانند MCNP و HEPRO و آناليز نمونه هاي مرکب و کاغذ قديمي به روش پيکسي انجام مي شود.
د) بخش الکترونيک
فعاليتهاي پژوهشي بخش الکترونيک شامل تکميل طرح منبع تغذيه H.v، تکميل طرح آمپلي فاير حساس به بار‏ بررسي آمپلي فاير کانال لگاريتمي راکتور، طراحي و ساخت سيستم مونيتور دستي، طراحي و ساخت دستگاه ضخامت سنج هسته اي ، طراحي و ساخت دستگاه اندازه گيري خلاء با کاتود سرد و دستگاه کنترل حرارت سيستم سنتز بنزين و … مي باشد.

ه) بخش فيزيک بهداشت
فعاليت هاي پژوهشي، علمي و فني فيزيک بهداشت شامل کنترل و نظارت بر کليه فعاليت هاي هسته اي، حضور مداوم در مرکز کنترل راکتور در هنگام کار، مشاوره و مشارکت در نصب سيستمهاي ايمني هسته اي، نظارت و کنترل راکتور در هنگام کار، مشاوره و مشارکت در نصب سيستم هاي ايمني هسته اي، نظارت و کنترل بر کار تهيه انواع راديوداروها، نظارت و کنترل مراحل ساخت چشمه هاي صنعتي از قبيل ايريديوم – ۱۹۲ و کبالت – ۶۰ و سزيوم ۱۳۷- همکاري با گروه پسمانداري، کنترل پرتوگيري کليه کارکنان و … مي باشد.
و) بخش حالت جامد
فعاليت هاي گروه حالت جامد شامل تهيه لايه نازک شفاف و رسانا از اکسيد قلع و اينديوم به روش غوطه وري شيميائي، تهيه سراميک PZT،‌ مطالعه تعيين س

اختار آلياژهاي فلزات شيشه اي از حالت بي شکل به کريستال، رشد بلورKCI ، توليد اشعه يوني با جريان بالا و پروژه رشد کريستالهاي سديم آيدايد دوپ شده مي باشد.
ز) بخش طراحي و ساخت
فعاليت هاي بخش طراحي و ساخت شامل طراحي و ساخت شيوه هاي يونيورسال، ساخت دستگاه X-Ray براي کاربري در دندانپزشکي، ساخت آشک

ار ساز L.S.L براي اتصال به دتکتور و اتصال لوله هدايت کننده جريان است.

ح) بخش شيمي تجزيه
فعاليت هاي شيمي تجزيه شامل تشخيص و تعيين مقدار عناصر سمي کم مقدار در خون و مواد بيولوژيکي بدن انسان، مواد معدني و آلي ، افزودني هاي مواد غذايي و آشاميدني، انواع کودهاي شيميائي و گازهاي صنعتي و … مي باشد.
مرکز تحقيقات کشاورزي و پزشکي هسته اي کرج
اين مرکز در زميني به مساحت ۱۰۰ هکتار در شمال کرج قرار گرفته و در زمينه استفاده از پرتوها در امور کشاورزي و پزشکي فعاليت مي نمايد:
بخش کشاورزي هسته اي
– بررسي استفاده از موتاژن فيزيکي پرتوگاما در ايجاد تنوع ژنيتيکي در گياه برنج (موتاسيون بريدينگ، به منظور ايجاد جهش و تنوع ژنتيکي در ساختار توارثي نباتات، اين روش ساليان درازي است که در عرصه به نژادي مورد استفاده قرار مي گيرد).
– استفاده از پرتوتابي به منظور افزايش تنوع ژنتيکي براي ايجاد لينه هاي مقاوم به خوابيدگي و زودرسي و بيماري بلاست در ارقام برنج.
– بررسي مقدماتي موتانتهاي خالص سويا.
– تهيه لاينهاي پاکوتاه و متحمل به بلاست از بعضي ارقام پا بلند محلي در برنج.
– القاي موتاسيون در نارنگي به منظور تنوع ژنتيکي در جهت توليد موتانتهايي با صفات کيفي برتر.
– استفاده از آب و خاک شور در کشاورزي پايدار به کمک تکنيکهاي هسته اي.
– بررسي امکان ايجاد موتاسيون با به کارگيري پرتوي گاما براي توليد لاينهاي مقاوم به بيماري پژمردگي در ارقام نخود ايراني.
– ايجاد لاينهاي زودرس و مقاوم به ريزش در کنجد.
– اثر پرتوگاما در افزايش توليد جوجه هاي گوشتي.
– استفاده از روش پرتودهي به منظور جلوگيري از ضايعات محصولات کشاورزي و مواد غذايي اوليه تبديلي.
بخش سيکلوترون
اين بخش در زمينه پرتودهي و توليد راديوايزوتوپهاي گوناگون با پروتون و دوترون و نشاندار کردن ترکيبات در پزشکي هسته اي فعاليت مي نمايد.
از پژوهش هاي مهم در اين زمينه تعمير دستگاه جوش TIG مرکز، ساخت کويل مسي RF سيکلوترون به روش انجماد، توليد راديوداروها، مانند: تاليوم ۲۰۱ – گاليوم ۶۷، کريتيون m 81، توليد راديوداروي کربن – ۱۱ ، تهيه کمپلکس Io-Oxine 111 براي نشاندار کردن پلاکتها و گلبولهاي سفيد و نشاندار کردن مواد آلي با کربن ۱۴ است.
بخش مواد هسته اي
فعاليت هاي پژوهشي بخش مواد شامل موارد زير مي شود:

 

استخراج زيرکانيوم و طراحي و ساخت غلاف سوخت از جنس زيرکالوي، طراحي و ساخت تيوبهاي سراميکلي آلومينايي، پروژه نوترون اتوراديوگرافي، طراحي و ساخت کامپوزيست هاي زمينه فلزي با (MMC)، ساخت دزيمترهاي تومولومينسانس از نوع GaSo4 : DY بررسي و ساخت آهن رباي دايمي سري ALNICO.
بخش دزيمتري استاندارد يا S.S.D.L
بخش دزيمتري استاندارد مجهز به يک دستگاه Co-60 و يک دستگاه ماشين مولد اشعه X به قدرت ۲۵۰ کيلو وات است و اين دستگاه در ساختماني با ديواره هاي داراي حفاظ مناسب قرار دارد و کارشناسان آن، کليه مراکز درماني کشور را از نظر خروجي پرتوها و دستگاه هاي اندازه گيري آنها بازرسي و دستگاههاي مربوط را طبق استانداردهاي بين المللي کاليبره مي نمايند. ضمنا کليه مراکز صنعتي، پزشکي، تحقيقاتي که در سطح کشور به نوعي با پرتوهاي يونساز کار مي کنند، دستگاههاي سنجش پرتو خود را به اين بخش ارسال مي نمايند تا طبق استانداردهاي بين المللي کاليبره شوند.
مرکز تحقيقات و کاربرد ليزر
در اين مرکز فعاليت هاي ايجاد ليزرهاي پرقدرت ( ايگزايمر)، نظير برهمکنش ليزرهاي ايگزايمر بر ماده، طراحي و ساخت ليزر داي گومارين با دمش ليزراگزايمر KrF، ليزر اتمي فلورين فشار ژايين و نيز ليزر پر قدرت۱۰۰۰w) CO2) ساخت ليزر بسته گاز کربنيک با توانهاي خروجي ۱۰w و ۲۰ W و همچنين ليزر سينتيک در جهت مطالعه کاواک ناپايدار و ليزر رزينه اي با دمش توسط ليزر بخار مس، توسعه ليزر نيتروژن با تخليه اثر کورونا و بالاخره ليزر پليمر و نيمه هادي و ليزر هليوم نئون و طرحهاي هولوگرافي انجام مي شود.
بخش تحقيقات طيف نگاري
فعاليتهاي انجام شده در اين مرکز به صورت زير مي باشد:
– توليد انبوه ليزرهاي پژوهشي
– توليد قطعات اپتيکي و الکترواپتيکي از قبيل انواع آينه ها، فيلترها، لنزها، عدسيها، منشورها و پلاريزورها که در ساخت ليزر به کار مي روند.
– رشد بلورهاي گوناگون ( YAG، کروميوم ياگ، نئوديوم ياگ سفاير، ياقوت …) که در ساختمان هاي ليزرهاي فعلي و يا نسل آينده به کار خواهد رفت.
– ساخت ليزرهاي پژوهشي حالت جامد.
مراکز تحقيقات و کاربرد پرتوهاي يونساز:
مرکز تابش گاما
اين مرکز در راستاي مسووليتهاي تحقيقاتي خود در تعيين دز ستروني و ضد عفوني، کنترل کيفي ميکروبي محصولات يکبار مصرف پزشکي، مواد بسته بندي شده و انواع گياه داروها و ادويه جات را تابش دهي، ستروني و ضد عفوني مي کند. مرکز تابش گاما در زمينه اندازه گيري پارامترهاي زيست محيطي نيروگاه بوشهر و نيز اندازه گيري ذرات معلق در هواي شهر تهران، تحقيقاتي انجام داده است.
مرکز تحقيقات و کاربرد پرتو فرآيند يزد

هدف اصلي اين مرکز ايجاد تاسيسات پرتودهي با استفاده از شتاب دهنده هاي الکترون و کاربرد آن در صنايع، تحقيقات و علوم ديگر است.
در اين مرکز يک شتاب دهنده پر قدرت الکترون با انرژي ۱۰ ميليون الکترون ولت و توان ۱۰۰ کيلو وات نصب و راه اندازي شده است و تحقيقات گسترده اي در زمينه پرتوفرآوري مواد مختلف، از جمله مواد پليمري در دست انجام است که اهميت خاصي در صنعت پليمر کشور دارد.
مرکز تحقيقات بناب
در اين مرکز نيز ساخت و طراحي ليزر بودن آرگون، بررسي مسايل زيست آرتميا در درياچه اروميه و ايجاد موتاسيون در آن و توليد تايروترون، جوشکاري پيشرفته مواد فلزي به غير فلز، ساخت سنسورهاي حرارتي، ساخت تويپ اشعه x و طرح کاربرد بهينه سازي سيستم لايه نشاني نايلون براي پوششهاي بسته بندي و چاپ انجام مي شود.
بخش تحقيقات گداخت هسته اي
اولين دستگاه تهيه پلاسمها در سال ۱۳۷۴ بوسيله دستگاه توکامک دماوند T.V.D راه اندازي و در سال ۱۳۷۷ مشکلات آن بر طرف و با تجهيزات کاملتري براي به دست آوردن نتايج بهتر آماده گرديد.
دومين دستگاه تهيه پلاسما توکامک الوند است که از اوايل سال ۱۳۷۷ راه اندازي و با پيشبرد و طرح « مطالعه پلاسماي حواشي توکامک الوند » به فعاليت هاي خود ادامه
مي دهد.
در طرح اول نتايج به دست آمده از آزمايشها مورد بررسي قرار گرفت و برنامه هاي کامپيوتري لازم براي پردازش نتايج نوشته شد و در طرح دوم سيستم سيم پيچهاي چنبره اي توکامک Toroidal بهينه شد و اسکلت نگهدارنده بانک خازن Capacitor Bank ميدان چنبره اي طراحي گرديد.
اواخر سال طراحي يک توکامک کروي به نام «آفتاب» نيز مورد نظر قرار گرفت و نتايج خوبي به همراه داشت. علاوه بر اين استفاده از پلاسما براي لايه گذاري در راستاي فيلمهاي Tl روي زير لايه هايي از قبيل مس و برنج در دست مطالعه است و همچنين طراحي و ساخت سيستم Plasma Nitriding در حال انجام است که داراي کاربردهاي تحقيقاتي و صنعتي فراوان مي باشد.
مرکز توسعه انرژيهاي نو
مرکز توسعه انرژيهاي نو با ادامه خط مشي توليد برق از منابع تجديد پذير، ميزان توليد برق خود را تاکنون به ۴۲ ميليون کيلو وات ساعت رسانده است و در ادامه عمليات انتقال تکنولوژي به داخل کشور و ساخت داخل تجهيزات نيروگاههاي انرژي هاي نو فعاليت مي نمايد. ايجاد نيروگاههاي بادي منجيل، و النصر رودبار و الفتح هرزويل، اقدام به اجراي پروژه راکتور بيوگاز در ساوه، مطالعه طرح توليد برق ژئوترمال، ساخت تجهيزات نيروگاههاي خورشيدي فتوولتائي براي توسعه نيروگاه خورشيدي دربيد يزد و نيروگاه سر کوير حسينيان – معلمان و جهرم نيز از تلاشهاي اين مرکز است.
در سياست هاي جديد توسعه اقتصادي جمهوري اسلامي ايران، استراتژي توليد برق از منابع تجديد پذير به علت موقعيت خاص جغرافيائي کشور و دور

 

ي از وابستگي به نفت و ساير سوخت هاي فسيلي مد نظر قرار گرفته است.
اين مرکز با تکيه بر تجربيات گذشته در خصوص ساخت توربين هاي بادي در سال ۱۳۷۳ اولين گام در خصوص ايجاد نيروگاه برق بادي در ناحيه بادخيز منجيل و رودبار را برداشت که حاصل آن احداث دو واحد نمونه ۵۰۰ کيلوواتي در اين دو ناحيه بود. هدف اصلي احداث اين دو واحد نمونه، ايجاد باور توليد برق از انرژي بادي در ايران بود.
طي سالهاي بعد، پس از عقد قرارداد انتقال تکنولوژي و خريد تجهيزات خارجي، اين مرکز توانست مرحله احداث ۲۷ واحد نيروگاه برق بادي را در مدتي کمتر از ۳ سال با انتقال بيش از ۵۰ درصد تکنولوژي و ساخت تجهيزات نيروگاههاي برق بادي در داخل کشور و مونتاژ کامل، نصب و راه اندازي توسط متخصصان مرکز عملي نمايد و تاکنون ۲۶ واحد از اين توربين ها که از انواع ۳۰۰ و ۵۵۰ کيلو واتي هستند در محدوده شهر منجيل، ارتفاعات رودبار و ناحيه هرزويل نصب و راه اندازي شده اند. با احداث نيروگاههاي برق بادي ضمن تزريق برق به شبکه سراسري، برق مورد نياز سه شهر منجيل، رودبار و لوشان تامين گرديده است.
با نصب نيروگاههاي فوق، اين مرکز توانسته است، ساليانه از سوختن حدود يازده ميليون و سيصد و پنجاه هزار ليتر نفت جلوگيري به عمل آورد.
به طوري که اگر نفت بشکه اي ۲۰ دلار باشد، با انجام پروژه فوق ساليانه بالغ بر يک ميليون و هشتصد هزار دلار صرفه جويي ارزي خواهد شد.
هم اکنون اين مرکز با عقد قرارداد و ادامه ساخت داخل تجهيزات نيروگاه يکصد مگاواتي برق بادي به سرعت به سمت توسعه بهره گيري از اين منبع مجاني و غير آلاينده پيش مي رود.
مرکز توسعه انرژيهاي نو سازمان انرژي اتمي ايران در زمينه توليد برق از ديگر منابع تجديد پذير فعاليت چشمگير داشته است. در اين راستا اولين نيروگاه تحقيقاتي فتوولتايي خورشيدي را در روستاي دربيد يزد، در آبان ماه سال ۱۳۷۲ و دومين نيروگاه تحقيقاتي فتوولتائي خورشيدي را به ظرفيت ۲۷ کيلو وات در روستاي حسينيان و معلمان در منطقه کويري سمنان راه اندازي کرده و کار توسعه اين نيروگاهها را بر عهده دارد.
در زمينه بيوگاز نيز يک واحد نمونه راکتور بيوگاز به حجم ۶۵ متر مکعب در مرکز آموزش کشاورزي ماهدشت کرج و يک راکتور بيوگاز به حجم ۱۳ متر مکعب به صورت پايلوت براي شرکت خدماتي کيش طراحي و احداث کرده و همچنين با اجراي طرح نمونه توليد برق از راکتور بيوگاز با استفاده از فاضلابهاي شهري که هم اکنون بيش از ۵۰ درصد پيشرفت فيزيکي داشته، اميد مي رود اين منبع جديد را نيز به منابع توليد انرژي برق کشور بيافزايد و بالاخره اين مرکز با ارايه طرح توليد برق از منابع ژئوترمال سبلان و خوي بررسي هاي زمين شناسي، ژئوفيزيکي و ژئوشيميائي و نيز حفر گمانه هاي اکتشافي را در اين زمينه انجام داده است که پيش بيني مي شود تا ميزان ۲۰۰ مگاوات برق از مخازن زمين گرمايي خوي و سبلان براي کشور تامين گردد.
معاونت توليد سوخت هسته اي
تعيين خط مشي و اتخاذ سياستهاي مناسب در زمينه هاي اکتشاف مواد راديواکتيو، استخراج مواد معدني، استحصال و انجام عمليات تغليظ تا مرحله توليد کيک زرد، تحقيق و توسعه در زمينه چرخه سوخت هسته اي ، امکان توليد و تامين بخشي از مواد اوليه مورد نياز در تهيه سوخت هسته اي به منظور پشتيباني از نيروگاههاي هسته اي کشور و مديريت پسمانهاي هسته اي توليد شده در کشور از اهم وظايف اين معاونت مي باشد.
مديريتهاي معاونت توليد سوخت هسته اي :
امور اکتشاف و استخراج
اين مديريت در زمينه انجام عمليات مختلف اکتشاف هوايي، اکتشافات سطح الارضي، تحت الارضي، مطالعات بهره برداري، توسعه و تجهيز ذخاير معدني، نظارت بر تهيه نقشه هاي راديومتري، مغناطيس سنجي، توپوگرافي، زمين شناسي و مقياسهاي مختلف بر حسب ضرورتهاي مترتب بر نوع فعاليتها و انجام مطالعات ژئوشيميايي، ژئوفيزيکي، زمين شناسي، پتروگرافي، مينرالوژيکي، حفاري، آزمايشگاهي مربوط و تلفيق کليه اطلاعات موجود به مناطق اکتشافي اورانيوم فعاليت مي نمايد و علاوه بر آن مطالعه و تعيين پارامترهاي اکتشافي کانسارها از قبيل ذخيره، عيار و قابليت بهره دهي از نظر پارامترهاي اقتصادي در مراحل استخراج و فرآوري، انجام کليه عمليات استخراج سنگهاي معدني اورانيوم چه به صورت روباز و چه به صورت زيرزميني به عهده اين امور مي باشد.

مرکز کانه آرايي
با توجه به روند افزايش فعاليتهاي اکتشافي در سطح کشور، اين مرکز به منظور دست يابي به تکنولوژي لازم و انجام پژوهشهاي بنيادي در زمينه چگونگي استحصال اورانيوم از سنگ هاي اورانيوم دار معادن ايران و همچنين استحصال اورانيوم از اسيد فسفريک و ايجاد امکان تامين بخشي از مواد اوليه مورد نياز در تهيه سوخت هسته اي فعاليت مي نمايد. در اين رابطه ايجاد يک يا چند کارخانه نيمه صنعتي و صنعتي براي استحصال، تصفيه و تغليظ اورانيوم از سنگ معدن تا توليد کيک زرد به منظور استفاده در تکنولوژي هسته اي براي مصارف صلح آميز به عهده اين مرکز مي باشد.
مرکز تحقيقات و توليد سوخت هسته اي اصفهان
فعاليت هاي عمده اين مرکز بر روي تحقيق و توسعه در زمينه چرخه سوخت هسته اي متمرکز شده و علاوه بر آن تامين بخشي از سوخت ساليانه واحد يکم نيروگاه اتمي بوشهر و راکتورهاي تحقيقاتي به عهده اين مرکز است.
دفتر پسمانداري
اين دفتر مسوليت جمع آوري، کنترل، نظارت، نگهداري، آمايش، انتقال و دفع پسمانهاي مراکز پزشکي هسته اي و صنعتي، مراکز تحقيقات هسته اي و نيروگاه اتمي بوشهر را بر عهده دارد و موظف به نظارت کامل بر توليد پسمان، بر اساس ضوابط آژانس بين المللي انرژي اتمي و مقررات قانون حفاظت در برابر اشعه در جلوگيري از پراکندگي و پخش پسمانهاي پرتوزا در محيط زيست و اطمينان بخشيدن به حفظ سلامت محيط زيست مي باشد.

آزمايشگاههاي جابربن حيان

اين آزمايشگاهها به منظور پشتيباني از انجام پروژه هاي تحقيقاتي سازمان تاسيس شده و در حال حاضر در زمينه هاي ساليابي عناصر و آناليز مواد با استفاده از روش هاي پيشرفته، آناليز مواد براي شناسايي و اندازه گيري عناصر کم مقدار در نمونه هاي بيولوژيکي، اندازه گيري نمونه خون، ارائه خدمات به مراکز علمي و تحقيقاتي و صنعتي و همچنين تحقيقات بنيادي هسته اي فعاليت مي نمايد.

معاونت نظام ايمني هسته اي کشور
بهره برداري از نيروگاهها و تاسيسات هسته اي و نيز تجهيزات و دستگاه هايي که در صنعت، پزشکي و کشاورزي از انواع پرتوها استفاده مي کنند خطراتي را در بر دارد. به منظور پيشگيري از اين خطرات که مي تواند سلامتي مردم را تهديد کند و انجام نظارت ها و بازرسي هاي فني لازم، در کليه کشورها، ارگاني به نام « نظام ايمني هسته اي » تشکيل شده است و در ايران معاونت نظام ايمني هسته اي کشور اين سازمان، مسئوليت اجراي آن را به عهده دارد. اين معاونت بايد استانداردها، مقررات، آئين نامه ها و دستور العمل هاي لازم را در کليه زمينه هاي ايمني تاسيسات هسته اي و حفاظت در برابر پرتوها تهيه کرده و بر اجراي آن نظارت کند.
نظام ايمني هسته اي با چهار مديريت وظايف خود را انجام مي دهد.
دفتر امور ايمني هسته اي کشور
بهره برداري از نيروگاههاي هسته اي همانند ديگر صنايع پيشرفته خطرات بالقوه اي براي افراد و محيط زيست در بر دارد. مقايسه اين مخاطره با ديگر خطرات ناشي از استفاده بشر از تکنولوژي پيچيده، نشان مي دهد که سهم نيروگاههاي هسته اي درصد بسيار کمي از سوانحي که به انسان آسيب رسانيده، را داراست.
يکي از دلايل اين امر توجه زياد طراحان، سازندگان، بهره برداران و مراجع قانوني و نظارتي نسبت به ايمني تاسيسات مذکور و وجود تدابير پيش بيني شده در ساخت نيروگاهها براي پيشگيري از رخداد حوادث در مرحله اول و کاهش صدمات ناشي از وقوع احتمالي حوادث هسته اي در مرحله دوم است. ساخت و بهره برداري از تاسيسات هسته اي در سطح بين المللي و در هر کشور عضو آژانس بين المللي انرژي اتمي مشمول ضوابط و مقررات ويژه ايمني هسته اي و نظارت مستمر قانوني بر کليه فعاليت ها در مراحل انتخاب محل، طراحي، ساخت قطعات و تجهيزات، احداث، راه اندازي، بهره برداري و از کار اندازي تاسيسات فوق الذکر است.
کسب اطمينان از سطح ايمني کافي نيروگاهها و کليه تاسيسات هسته اي ديگر و به حداقل رسانيدن مخاطرات احتمالي آنها و همچنين اطمينان از وجود حفاظت هاي فيزيکي کافي براي کارکنان اين تاسيسات، مردم و محيط زيست و صدور مجوزهاي لازم در تمام اين مراحل از جمله وظايف دفتر امور ايمني هسته اي کشور مي باشد.
امور حفاظت در برابر اشعه
گسترش و کاربرد روز افزون انواع پرتوها در رشته هاي مختلف صنايع، علوم پزشکي، کشاورزي و آموزش و پژوهش اجتناب ناپذير است. اين گونه پرتوها از منابع پرتوزاي طبيعي و يا مصنوعي گسيل شده و در بسياري از فعاليتهاي روزمره کار و زندگي بشر، نقش اصلي را ايفا مي نمايند. با وجود اينکه کاربرد پرتوهاي يونساز و غير يونساز در امور مختلف بسيار مفيد و در پاره اي از موارد منحصر به فرد است ليکن عدم رعايت نکات ايمني مي تواند خطرات جدي براي کارکنان، مردم ، محيط زيست و حتي نسل هاي آينده به همراه داشته باشد.
کاربرد مواد پرتوزا و دستگاههاي يونساز در زمينه هاي گوناگون در هر کشور در صورتي قابل توجيه است که تشکيلاتي معتبر و مقتدر با پشتوانه علمي لازم وجود داشته باشد و بتواند با تدوين مقررات، ضوابط، آئين نامه ها و استانداردهاي

حفاظت در برابر اشعه، نظارت و کنترل کامل در کليه مراحل توزيع، کاربرد، مصرف و پسمانداري اين مواد را اعمال نمايد.
سياست کلي امور حفاظت در برابر اشعه عبارتست از اجراي قانون حفاظت در برابر اشعه، مصوب مجلس شوراي اسلامي و ساير ضوابط و مقررات بين المللي در تمامي مراکز کاربرد پرتوها در کشور، نظارت و کنترل و کسب اطمينان از کاربرد صحيح آن و در نهايت پيشگيري از اثرات سوء بيولوژيکي و زيست محيط ناشي از کاربرد پرتوها. د

ر اين راستا همواره حفاظت کارکنان، مردم، نسل هاي آينده و به طور کلي محيط زيست در برابر اثرات زيان آور پرتوها و همچنين ايجاد فرهنگ کنترل کيفي در کار با پرتوها سرلوحه تلاش تمامي پژوهشگران، دست اندرکاران و متخصصان اين امور بوده است.
مرکز تکنولوژي حفاظت و ايمني هسته اي
اين مرکز به منظور ارائه خدمات و پژوهش در زمينه هاي ايمني تاسيسات هسته اي و توسعه تکنولوژي ايمني پرتوها تشکيل شده و شامل سه بخش تکنولوژي ايمني تاسيسات هسته اي، توسعه تکنولوژي ايمني پرتوها و خدمات حفاظت در برابر پرتوها است.
بخش تکنولوژي ايمني تاسيسات هسته اي به ۳ گروه پژوهش هاي مربوط به ايمني طراحي ساخت و بهره برداري، توسعه استانداردهاي ايمني هسته اي و بهبود روش ها، بررسي حوادث هسته اي و ارزيابي آنها تقسيم مي شود.
بخش توسعه تکنولوژي ايمني پرتوها شامل ۳ گروه است: گروه مطالعات پرتوهاي طبيعي بالا (رامسر)، گروه طراحي و ساخت سيستم هاي حفاظت در برابر پرتوها و گروه فيزيک پرتوها.
بخش خدمات حفاظت در برابر پرتوها گروههاي امور کنترل آلودگي هسته اي، خدمات حفاظت و کاربرد پرتوها و گروه پشتيباني فني را در بر مي گيرد.
گروه امور کنترل آلودگي هسته اي که پس از حادثه چرنوبيل در کشور اوکراين به وجود آمد، وظيفه دارد که از مواد غذايي وارداتي نمونه برداري کرده و قبل از اينکه اين مواد براي مصرف در داخل کشور توزيع شود. از عدم آلودگي آنها به مواد راديواکتيو اطمينان حاصل نمايد.
دفتر پادمان هسته اي ملي
از آنجائي که دولت ايران يکي از اعضاي امضا کننده پيمان منع گسترش (N.P.T) سلاح هاي هسته اي است و بر اساس اين پيمان آژانس بين المللي انرژي اتمي بر مواد هسته اي ويژه کشور (اورانيوم، پلوتونيوم و توريم) کنترل و حسابرسي و نظارت مي کند، ضرورت دارد که دولت ايران با هدف پايبندي به تعهدات خود در پيمان مزبور، پادمان مواد هسته اي را در تمامي مراکز و موسسات هسته اي داخل کشور به اجرا در آورد.

 

پادمان مواد هسته اي به طور خلاصه عبارت است از اجراي عمليات حسابرسي با شمارش و کنترل مواد هسته اي، بازرسي مواد هسته اي ، نمونه گيري و نمونه برداري از عوامل محيطي و تست و آزمايش نمونه هاي تهيه شده است.
تمامي فعاليت هاي ذکر شده، باعث خواهد شد تا اين گونه مواد همواره و به طور دقيق تحت نظر بوده و از محدوده کاربردهاي صلح آميز خارج نشوند و در معرض خطر دزدي، قاچاق و يا حمله هاي خرابکارانه قرار نگيرند تا در صورت بروز هر گونه حادثه اي ، اقدامات ايمني و امنيتي مناسب انجام شود.
معاون برنامه ريزي، آموزش و امور مجلس
در سال ۱۳۷۸ در راستاي پشتيباني فعاليتهاي سازمان و به منظور استقرار و تداوم نظام برنامه ريزي، تجهيز نيروي انساني و اجراي برنامه هاي آموزشي مورد نياز، (پشتيباني علمي از گروههاي تحقيقاتي، توسعه شبکه هاي اطلاع رساني و همچنين انجام امور حقوقي و دعاوي مربوط به سازمان در مراجع حقوقي و داخلي و بين المللي، با تصويب سازمان امور اداري و استخدامي کشور) معاونت برنامه ريزي، آموزش و امور مجلس سازمان ايجاد گرديد.
به طور کلي وظايف اين معاونت در قالب سه دفتر و يک مرکز سازماندهي انجام مي شود.
مرکز اطلاع رساني و داده پردازي
وظايف اين مرکز در دو بخش جداگانه اطلاع رساني و داده پردازي انجام مي گيرد.
بخش اطلاع رساني
اين بخش با هدف پشتيباني از گروههاي تحقيقاتي سازمان از نظر ارائه خدمات اطلاع رساني و تجهيز پژوهشگران سازمان به آخرين داده هاي علمي و فني موجود در سطح جهان انجام وظيفه مي نمايد، در طول سالهاي قبل غناي مجموعه مدارک کتابخانه هاي زير مجموعه بخش، در تهران، اصفهان، بوشهر و کرج بر اساس نياز تخصصي جامعه استفاده کننده آنها و هماهنگ با پيشرفت فعاليتهاي تحقيقاتي سازمان گسترش يافته است.
امکانات اطلاع رساني
دامنه موضوعي مجموعه کتابخانه هاي بخش اطلاع رساني شامل مدارکي در زمينه هاي موضوعي انرژي اتمي به طور کلي و تکنولوژي هسته اي به طور تخصصي مي باشد. اين مدارک به طور مستمر با همکاري و همفکري محققين و کارشناسان صاحبنظر سازمان از ميان جديدترين آثار منتشر شده در سطح داخلي و جهاني انتخاب و گردآوري مي شود.
برنامه هاي اطلاع رساني
از طرح هاي عمده مي توان به زمينه سازي و اق

دام در جهت ايجاد مرکز ملي و منطقه اي اطلاع رساني علوم و فنون هسته اي و نصب پايگاههاي اطلاعاتي کتابخانه بر روي سيستم Web اشاره نمود.
بخش داده پردازي
اين بخش در راستاي وظيفه داده پردازي با ايجاد سيستم هاي اطلاعاتي مکانيزه به صورت گسترده و پيوسته و راه اندازي کامل سيستم اينترنت صوتي و تصويري، فراهم سازي بستر استفاده از خدمات نوين اطلاع رساني را در سازمان بعهده دارد.
در شرايط فعلي امکانات بخش داده پردازي عبارتست از :
– امکان ارائه خدمات اينترنت به کارشناسان و محققين سازمان
– امکان ارائه خدمات پست الکترونيک به کليه کارکنان
– بانک نرم افزار مرکزي سازمان
– کلاس هاي آموزش کامپيوتر
– سايت مرکز کامپيوتر براي استفاده کاربران
دفتر آموزش و تجهيز نيروي انساني
يکي از جنبه هاي پويايي هر موسسه اي بخصوص موسسات تحقيقاتي به روز نگهداشتن اطلاعات تخصصي کارکنان آ‹ موسسه مي باشد. با توجه به گستردگي علوم و تکنولوژي هسته اي و کاربردهاي وسيع روزمره آن در تحقيقات، صنايع و پزشکي، فراهم آوردن امکانات لازم جهت شرکت کارشناسان و متخصصان سازمان در دوره هاي آموزشي، کارگاهها و سمينارهاي علمي داخلي و خارجي به منظور ارتقاء سطح علمي آنان يکي از وظايف دفتر آموزش است و وظيفه ديگر آن جذب نيروهاي متخصص و کارآمد براي تامين نيروي انساني مورد نياز واحدهاي مختلف از جمله تامين نيروي متخصص کارآزموده براي دوران بهره برداري نيروگاه اتمي بوشهر است.
دفتر برنامه ريزي و مطالعات فني و اقتصادي
وظيفه تهيه و تنظيم برنامه هاي بلند مدت، ميان مدت و کوتاه مدت بخش انرژي اتمي و توجيه و دفاع از برنامه ها و طرحهاي اجرائي سازمان در مراجع مسئول کشور به عهده اين دفتر مي باشد.
معاونت اداري و مالي
معاونت اداري و مالي در چارچوب تشکيلات مصوب داراي دو دفتر مستقل و سه اداره کل مي باشد و در محدوده شرح وظايف، مسئوليت سياست گزاري، نظارت، پشتيباني و ارائه خدمات را تحت نظارت رياست سازمان به عهده دارد.
ارائه خط مشي ها و روش هاي لازم در زمينه هاي تشکيلاتي، مالي، استخدامي و بودجه اعم از ريالي و ارزي، ارائه آئين نامه ها، دستور العمل ها و مقررات مورد نياز جهت تصويب به مراجع ذيصلاح و فراهم کردن تسهيلات لازم جهت تسريع در فعاليتهاي سازمان از وظايف اين معاونت مي باشد که با عنايت به بعد اجرايي و نظارتي آن قادر مي گردد با شناسايي کاستي ها و نواقص در حوزه هاي گوناگون، ارائه پيشنهادها در جهت رفع آنها، ارزيابي و باز خورد اجراي قوانين و مقررات اعم از مصوبات مجلس و آئين نامه هاي داخلي و ساير قوانين در بهبود وضعيت سازمان و رشد منطقي آن به طور موثر ايفاد نقش نمايد.
برخي از وظايف معاون اداري و مالي به شرح ذيل است:
– تعيين خط مشي لازم در جهت اجراي سياستهاي اداري و مالي
– ارايه و بررسي اظهارنظرها و پيشنهادات مربوط به مقررات مورد نياز براي پيشبرد برنامه هاي مالي، اداري و استخدامي سازمان و نظارت بر اجراي صحيح آنها.
– نظارت بر اجراي کليه قوانين و مقررات استخدامي، مالي و اداري خاص و عام بر حسب ارتباط با وظايف و عمليات سازمان .
– نظارت بر مصرف اعتبارات سازمان در حدود بودجه مصوب و مقررات مربوط به کنترل هزينه هاي جاري مستمر و اعمال تمهيدات در راستاي سياست هاي بودجه اي، مالي و اداري دولت در جهت استفاده بهينه از امکانات و سياست صرفه جويي و صلاح.
– نظارت بر حسن اجراي کليه وظايف مديريت هاي تحت سرپرستي که اين مديريت ها عبارتند از: دفتر تشکيلات و روشها، اداره کل تدارکات و خ

دمات، اداره کل امور کارکنان، اداره کل امور مالي و دفتر بودجه.
پاره اي از وظايف اين مديريت ها عبارتند از:
– تنظيم چارت سازماني و تشکيلات سازمان در حوزه معاونت هاي مختلف جهت هرچه بيشتر کارآمد کردن سازمان و چارچوب اهداف مصوب.
– پشتيباني فني و اجرايي پروژه ها و بهره برداري و اداره تاسيسات سازمان و ارائه خدمات متنوع در سطح سازمان به کارکنان و طرح هاي مصوب با هدف رفاه کارکنان و پيشبرد مقاصد.
– شناسايي و استخدام و بکارگيري کارکنان با هماهنگي بخش هاي ديگر سازمان، فراهم نمودن امکانات رفاهي و اداري ( کيفي و کمي) در راستاي افزايش بهره وري و جذب نيروي انساني کارشناس و مجرب.
– ارائه خدمات مالي و اقتصادي به کارکنان و بهينه سازي و چگونگي مصرف اعتبارات و تامين امکانات مورد نياز سازمان.
– تنظيم بودجه سالانه، پي گيري تصويب بودجه، اخذ اعتبارات و تخصيص هاي مصوب.
– اخذ تسهيلات ارزي از بانکها، ارائه خدمات ارزي به پروژه ها و طرح ها ، سفارش کالا بر اساس درخواست ها، ترخيص کالا و عمليات گمرکي.
– ارائه خدمات لازم به پرسنل در زمينه ماموريت هاي داخل و خارج از کشور و فراهم نمودن مقدمات لازم.
معاونت نظارت و امور شرکت ها
با عنايت به اهميت فعاليت هاي سازمان انرژي اتمي ايران، هم در بعد پروژه هاي تحقيقاتي و اجرائي و هم در ساير امور ستادي و ضرورت امر نظارت و کنترل بر اين گونه امور، در اواخر سال ۱۳۷۸ مجموعه معاونت نظارت و امور شرکت ها در سازمان تصويب و ايجاد گرديد.
اين اقدام با هدف تمرکز مراکز نظارتي موجود همچون دفتر بازرسي، دفتر حراست و ايجاد دفاتر نظارت و کنترل امور شرکتها ساماندهي شده است.
حوزه رياست
مسئوليت اين حوزه مستقيما با رياست سازمان بوده و شامل دفاتر پنج گانه امور بين الملل و نمايندگيهاي خارج از کشور، مهندسي تاسيسات هسته اي، روابط عمومي، رياست و هسته گزينش است. اين دفاتر، بر اساس شرح وظايف مصوب خود، رياست سازمان را براي نيل به اهداف سازمان ياري مي نمايند.
دفتر مهندسي تاسيسات هسته اي
اهم وظايف اين دفتر، تهيه طرحهاي اجرايي بر اساس مطالعات و بررسي هاي انجام شده نسبت به اطلاعات کسب شده از واحدهاي متقاضي، تهيه و تدوين بودجه مورد نياز طرحها، انتخاب مشاوران، بررسي و مطابقت طرحها با اطلاعات ارايه شده، انجام مراحل مختلف مناقصه و تعيين پيمانکار، تنظيم و انعقاد قرارداد با پيمانکاران، بررسي صورت وضعيت هاي مشاوران و پيمانکاران، بررسي کليه مسايل حقوقي، فني و مالي در ارتباط با پروژه ها مي باشد.
دفتر امور بين الملل و نمايندگيهاي خارج از کشور
به طور کلي وظايف اين دفتر عبارتند از:
– تنظيم سياستها و برنامه هاي مربوط به روابط و همکاري هاي بين المللي با ساير سازمان هاي مشابه خارجي و ارتباط با وزارت امور خارجه براي تسهيل آن.
– نظارت و پيگيري بر حسن انجام وظايف دفاتر نمايندگي خارج از کشور.
– تهيه و تنظيم قراردادهاي منعقده ميان

 

سازمان با شرکتها و سازمانهاي خارجي.
– جمع آوري و بررسي معاهدات بين المللي هسته اي و ارزيابي زمينه هاي لازم براي پيوستن جمهوري اسلامي ايران به آنها.
– اعزام مديران و کارشناسان سازمان به خارج از کشور ( در قالب قراردادها، شرکت در دوره هاي آموزشي، بازديدها و …) به منظور دستيابي به آخرين اطلاعات روز.
دفتر روابط عمومي
وظايف اين دفتر توسط واحدهاي زير مجموعه آن شامل: ارتباطات، انتشارات و تشريفات انجام مي پذيرد که اهم وظايف آن اجمالا به شرح زير است:
– ايجاد ارتباط کارشناسانه و مستمر با ارگانها و نهادها و آحاد ملت به منظور آشنايي هرچه بيشتر آنان با فعاليتهاي سازمان از طريق رسانه هاي جمعي، برگزاري نمايشگاهها و انجام بازديد ها و …
– کشف و شناخت آن دسته از اقدامات سازمان که در جهت منافع همگان است و تبليغ اين اقدامات.
– بررسي مسايل و مشکلات سازمان و ارايه همکاري هاي عملي براي اطلاع مديريت سازمان.
– انجام کليه امور چاپ و انتشارات سازمان.
– برگزاري مراسم در مناسبتهاي مختلف، به منظور تعظيم شعائر انقلاب اسلامي.
– برگزاري جلسات پرسش و پاسخ ميان مديران سازمان و کارکنان به منظور افزايش اعتماد و ايجاد همبستگي سازمان.
– انتشار نشريه علمي و داخلي براي شناساندن هرچه بيشتر موقعيت سازمان به مخاطبان.
– ترتيب بايد عالمان، دانشمندان، دانش پژوهان و دانشجويان از بخشهاي مختلف علمي و پژوهشي سازمان که با توجه به اين امر در سال ۷۸ حدود ۲۵۰۰ تن از دانش پژوهان
آزمون تئوري نسبيت : حق با انيشتين بود
دقيق ترين ژيروسكوپ جهان براي آزمايش تئوري اينشتين آماده شده است. يك فضاپيماي ناسا كه براي آزمودن دو پيش بيني مهم تئوري نسبيت عام اينشتين طراحي شده است براي پرتاب در ماه جاري آماده مي شود. ماموريت كاوشگر گرانش B Gravity Probe B mission از چهار ژيروسكوپ بسيار دقيق استفاده مي كند تا تئوري اينشتين را كه در سال ۱۹۱۶ ارائه شده است در بوته آزموني ديگر قرار دهد. طبق اين تئوري اينشتين، فضا و زمان در اطراف اجسام بسيار سنگين تغيير شكل يافته و خميده
مي شود. اين ماموريت توسط ناسا طراحي شده است و مركز مارشال اجراي آن را بر عهده دارد.
يك فضاپيماي ناسا كه براي آزمايش دو پيش بيني مهم تئوري نسبيت عام آلبرت اينشتين طراحي شده است در تاريخ ۱۷ آوريل ۱۹ فروردين سال جاري از پايگاه نيروي هوايي واندنبرگ كاليفرنيا به فضا پرتاب مي شود. ماموريت كاوشگر گرانش ناسا كه GP_B نيز ناميده مي شود، از چهار ژيروسكوپ بسيار دقيق استفاده مي كند. اين ژيروسكوپ ها در يك ماهواره ويژه در مداري به دور زمين مي چرخند و دو قسمت از پيشگويي هاي غيرمعمول تئوري اينشتين را كه در سال ۱۹۱۶ ارائه شده است عملاً مورد آزمايش قرار مي دهند. در اين تئوري اينشتين پيش بيني كرده است كه فضا و زمان به دليل وجود اجسام بسيار سنگين خميده مي شود. دو اثري كه قرار است در اين برنامه آزمايش شوند عبارتند از: اثر ژئودتيك (geodetic effect) كه نشان دهنده ميزاني از انحناي فضازمان اطراف زمين در حالت سكون و اثر كشش چارچوب frame dragging كه نشان دهنده ميزان كشش فضازمان اطراف زمين به دليل چرخش آن است.
دكتر آن كيني (A.Kinney) مديربخش اخترشناسي و فيزيك در دفتر علوم فضايي ناسا در واشنگتن مي گويد: «كاوشگر گرانش B اين توانايي را دارد كه خواص بنيادين جهان نامريي را بر ما آشكار مي سازد، جهاني كه در مقايسه با انتظارهاي روزمره ما بسيار عجيب و ناآشناست و اينشتين يك قرن پيش سعي كرد رازهاي آن را بر ما آشكار سازد. آزمودن جنبه هاي اساسي تئوري اينشتين- مثل همين آزمايش هايي كه GP_B انجام خواهد داد، اطلاعات بنيادي را براي پيشبرد علم فراهم خواهد آورد. نظير چنين پيشرفت هايي پيش از اين به طراحان كمك كرده است تا از دستاوردهاي فناورانه براي طراحي ابزارهاي مورد نياز براي چنين ابزارهاي فوق العاده دقيقي استفاده كنند».
وقتي كه اين فضاپيما در مدار قطبي زمين در ارتفاع ۶۴۰ كيلومتري زمين قرار گيرد، در هر ۵/۹۷ دقيقه از هر دو قطب زمين گذشته و يكبار زمين را دور مي زند. در
برنامه ريزي هاي انجام شده درجه بندي و كنترل تجهيزات در مدار حدود ۴۰ تا ۶۰ روز طول مي كشد و پس از آن دوره جمع آوري اطلاعات علمي فرامي رسد كه حدود ۱۳ ماه است. GP_B براي آزمايش تئوري نسبيت عام، هر تغييري در محور چرخش ژيروسكوپ را نسبت به ستاره IM پگاسي ۸۷۰۳ HR كه ستاره راهنماي آن محسوب مي شود، اندازه مي گيرد. انتظار مي رود براي اين دوره آزمون كه بيش از يك سال طول مي كشد، تغيير در محور چرخش به دليل اثر ژئودتيك بسيار كوچك و حدود ۶/۶۶۱۴ هزارم ثانيه قوسي باشد و تغيير در محور چرخش كه توسط اثر كشش چارچوب ايجاد مي شود، از اين مقدار هم كوچك تر و در حدود ۹/۴۰ هزارم ثانيه قوسي است. براي آنكه تصوري از مقدار اين زاويه داشته باشيد، فرض كنيد ۱۰۰ كيلومتر از شيب ۹/۴۰ هزارم ثانيه قوسي را طي كنيد، آن وقت ارتفاع شما نسبت به ارتفاع اوليه مسير حدود ۵/۱ سانتي متر است.
طي اين ماموريت اطلاعات حاصل از GP_B حداقل دوبار در روز ارسال مي شود. ايستگاه هاي مستقر در زمين يا ماهواره اي ارسال اطلاعات ناسا مي توانند اين اطلاعات را دريافت كنند.
گردانندگان اين آزمايش مي توانند از طريق مركز عمليات ماموريت كه در دانشگاه استنفورد واقع است با GP_B ارتباط برقرار كنند. اين اطلاعات همان طور كه حاوي اندازه گيري هاي بسيار دقيق از تغيير جهت محور چرخش ژيروسكوپ است مي تواند گزارش هايي از نحوه عملكرد تجهيزات و فضاپيما را نيز در برداشته باشد. ماموريت GP_B در سال ۲۰۰۵ كامل مي شود و براي تجزيه و تحليل علمي اين اطلاعات دوره يك ساله اي در نظر گرفته شده است.
پروفسور فرانسيس اوريت (F.Everitt) از دانشگاه استنفورد و محقق ارشد GP_B مي گويد: «ساخت GP_B كاري بسيار پرزحمت و دشوار و نيازمند تلفيق ماهرانه گستره بسيار وسيع و غيرمعمولي از فناوري هاي جديد است. حيرت انگيز است كه توانستيم خود را براي پرتاب كاوشگر آماده كنيم.
مركز پروازهاي فضايي مارشال در هانتسويل آلاباما مديريت برنامه GP_B را بر عهده دارد. دانشگاه استنفورد پيمانكار اصلي ناسا براي اين ماموريت، آزمايش ها را انجام مي دهد و مسئوليت طراحي و توليد تجهيزات علمي را علاوه بر انجام مامو

ريت و تحليل اطلاعات بر عهده دارد. لاكهيد مارتين يكي از پيمانكاران مهم ديگر طراحي، ساخت و توليد فضاپيما و بعضي از تجهيزات داخلي آن را بر عهده داشت. مركز فضايي كندي ناسا و شركت بوئينگ مسئوليت پرتاب دلتاي ۲، موشك حام

ل كاوشگر را بر عهده دارند.
پرتاب موشك از پايگاه واندنبرگ به طور زنده از شبكه تلويزيوني ناسا پخش مي شود. اطلاعات در مورد مراحل پرواز در وب سايت ناسا با عنوان مركز مجازي كنترل پرتاب به نشانيwww. ksc. nasa. gov / elvnew / gpb / vlcc. Htm
در دسترس است.براي اطلاعات بيشتر در مورد ماموريت GP _ B در اينترنت به نشاني هاي زير
einstein. stanford. edu

www. gravityprobeb. Com
مراجعه كنيد.
www. msfc. nasa. Gov
GP _ A نام آزمايش ديگر در مورد گرانش و نسبيت بود كه ناسا در سال ۱۹۷۶ انجام داد. طبق تئوري نسبيت عام و خاص اينشتين، تغيير در گرانش و سرعت حركت باعث مي شود سرعت گذر زمان تغيير كند. در آن سال ناسا براي آزمودن اين تئوري از ساعتي استفاده كرد كه دقت آن در حد يك ثانيه در ۳ ميليون سال بود. يك نمونه از اين ساعت در زمين ماند و ديگري به ارتفاع ۱۰۰ هزار كيلومتري مدار زمين رفت كه شدت گرانش در آنجا بسيار كمتر از زمين است. با مقايسه زمان اندازه گيري شده توسط اين ساعت مشخص شد كه تئوري اينشتين با دقت ۷ در يك ميليون صحيح است.

پزشكي هسته اي
ديد کلي
پزشکي هسته‌اي ، شاخه‌اي از پزشکي است که در آن تشعشع و خواص هسته‌اي نوکليدهاي راديواکتيو و نوکليدهاي پايدار هم براي تشخيص و هم براي درمان امراض بکار مي‌روند. اين امر مي‌تواند يا با پرتودهي مستقيم مريض با يک چشمه تشعشع خارجي يا با تزريق داروهاي نشاندار با راديواکتيويته به مريض تحقق يابد. زمينه پرشکي هسته اي و راديو دارو در ۲۰ سال گذشته رشد فوق العاده‌اي داشته است. پيشرفتهايي در توانايي پيش بينيها ، تکنولوژي آشکارسازي و توسعه راديو داروهاي متناسب همه در اين توسعه سهيم بوده‌اند.
راديو دارو
داروهاي نشاندار راديواکتيو که به مريض تزريق يا خورانده مي‌شوند، به نام راديو داروها هستند.
دارويي هسته‌اي
دارويي هسته‌اي يا راديو فارماکولوژي روش دارويي خاصي است که با ترکيبات ، آزمايش يا تزريق مناسب راديو داروها ارتباط دارد. زمينه دارويي هسته‌اي مخصوصا بوسيله انجمن داروسازان آمريکا شناخته شده است.
کاربرد راديو داروها
همانند ديگر روشهاي رديابي ، طرز عمل هسته‌اي غالبا قادر به تامين اطلاعات مهمي است که نمي‌توانند به طريق ديگري حاصل شوند. اين قضاوتي است براي پرتوگيري مريض در مقابل تشعشع. حدود خاصي در بکار بردن تشعشع براي پزشکي وجود ندارد. در اين حالت، در پرسش ، خطر – نفع بوسيله متخصص و مريض تصميم گيري مي‌شود.
طريق عمل پزشکي هسته‌اي يا براي تشخيص است و يا براي درمان و ممکن است تشعشع از چشمه‌هاي داخلي يا خارجي حاصل گردد. چشمه‌هاي خارجي تشعشع شامل چشمه‌هاي الکترونهاي با انرژي يا گاما است. تشعشع داخلي از تزريق راديو داروها حاصل مي‌شود.
تزريق راديو دارو
راديو دارويي که به مريض تزريق مي‌شود، بايد براي مدت طولاني کافي در عنصر هدف بماند، ولي نه طولاني‌تر از حد ، تا جذب در تشعشع در حداقل باشد. مدت زماني که در آن دارو مفيد است، بستگي به نيم عمر راديولوژيکي

و نيم عمر بيولوژيکي دارد، يعني مدت زماني که دارو در بدن مي‌ماند، قبل از آنکه بوسيله فرآيندهاي متابوليکي از فعاليت افتاده يا از سيستم بدن خارج شود.
نيم عمرهاي راديولوژيکي نوکليدها که معمولا در پزشکي هسته‌اي بکار مي‌روند، به خوبي شناخته شده‌اند، ولي رفتار بيولوژيکي و زمان مست که لازم است داروساز مقادير اين پارمترها را در هنگام آزمايشهاي اوليه دارو تشخيص دهد.
نوع تشعشع
نوع تشعشع نشر شده بوسيله راديونوکليد نيز يک فاکتور مهم است که لازم است بررسي گردد. قرار گرفتن نوکليد در محل خاص ، نوع تشعشع مناسب را تعيين مي‌کند. در تشخيص بيشترين استفاده از راديو داروها در عکسبرداري ساختار بيولوژيکي است. براي عکسها ، جهت تشکيل آنها ، لازم است تشعشع به اندازه کافي براي عبور از ميان ماده و رسيدن به آشکارساز با نفوذ باشد. بهتر است تشعشع هنگام عبور حداقل برهمکنش را با ماده بدهد، لذا در تشعشع در حداقل خواهد بود.
بنابراين بهترين راديونوکليدها براي روشهاي تشخيصي ، آنهايي هستند که تنها اشعه گاما يا اشعه ايکس بدون همراه با تشعشع ديگري منتشر کنند. اينها در ابتدا شامل نوکليدهايي هستند که از طريق جذب الکترون يا گذارهاي ايزومري ، فروپاشي مي‌نمايند.
رفتار راديونوکليدي که آن را براي عکسبرداري ، مفيد مي‌کند، متفاوت از راديونوکليدي است که براي درمان بکار مي‌رود. در درمانهاي تشعشعي ، نکته اين است که نسوج مريض نابود شوند.
نابودي نسوج از طريق يونيزاسيون و توليد راديکال آزاد ايجاد شده بوسيله تشعشع انجام مي‌پذيرد. بنابراين ، تشعشعاتي که داراي يونيزاسيون مخصوص بالا بوده و نيز بردهاي کوتاه دارند، براي اين عمل مفيد هستند، چرا که اين رفتار منجر به مقدار زياد نابودي نسوج در يک منطقه کوچک و محدود مي‌گردد. بهترين نوکليدها براي مقاصد درماني ، آنهايي هستند که آلفا ، بتاهاي با انرژي پايين يا الکترونهاي اوژه (Auger) منتشر مي‌کنند.
چگونه يك بمب هسته اي بسازيم ؟
بمب هاي اتمي شامل نيروهاي قوي و ضعيفي اند كه اين نيروها هسته يك اتم را به ويژه اتم هايي كه هسته هاي ناپايداري دارند، در جاي خود نگه مي دارند. اساسا دو شيوه بنيادي براي آزادسازي انرژي از يك اتم وجود دارد:
۱- شكافت هسته اي: مي توان هسته يك اتم را با يك نوترون به دو جزء كوچك تر تقسيم كرد. اين همان شيوه اي است كه در مورد ايزوتوپ هاي اورانيوم (يعني اورانيوم ۲۳۵ و اورانيوم ۲۳۳) به كار مي رود.
– همجوشي هسته اي: مي توان با استفاده از دو اتم كوچك تر كه معمولا هيدروژن يا ايزوتوپ هاي هيدروژن (مانند دوتريوم و تريتيوم) هستند، يك اتم بزرگ تر مثل هليوم يا ايزوتوپ هاي آن را تشكيل داد. اين همان شيوه اي است كه در خورشيد براي توليد انرژي به كار مي رود. در هر دو شيوه ياد شده ميزان عظيمي انرژي گرمايي و تشعشع به دست مي آيد.
براي توليد يك بمب اتمي موارد زير نياز است:
– يك منبع سوخت كه قابليت شكافت يا همجوشي را داشته باشد.
– دستگاهي كه همچون ماشه آغازگر حوادث باشد.
– راهي كه به كمك آن بتوان بيشتر سوخت را پيش از آنكه انفجار رخ دهد دچار شكافت يا همجوشي كرد.
در اولين بمب هاي اتمي از روش شكافت استفاده مي شد. اما امروزه بمب هاي همجوشي از فرآيند همجوشي به عنوان ماشه آغازگر استفاده مي كنند.
بمب هاي شكافتي (فيزيوني): يك بمب شكافتي از ماده اي مانند اورانيوم ۲۳۵ براي خلق يك انفجار هسته اي استفاده مي كند. اورانيوم ۲۳۵ ويژگي منحصر به فردي دارد كه آن را براي توليد هم انرژي هسته اي و هم بمب هسته اي مناسب مي كند. اورانيوم ۲۳۵ يكي از نادر موادي است كه مي تواند زير شكافت القايي قرار ب

گيرد.اگر يك نوترون آزاد به هسته اورانيوم ۲۳۵ برود،هسته بي درنگ نوترون را جذب كرده و بي ثبات شده در يك چشم به هم زدن شكسته مي شود. اين باعث پديد آمدن دو اتم سبك تر و آزادسازي دو يا سه عدد نوترون مي شود كه تعداد اين نوترون ها بستگي به چگونگي شكسته شدن هسته اتم اوليه اورانيوم ۲۳۵ دارد. دو اتم جدي

د به محض اينكه در وضعيت جديد تثبيت شدند از خود پرتو گاما ساطع مي كنند. درباره اين نحوه شكافت القايي سه نكته وجود دارد كه موضوع را جالب مي كند.
– احتمال اينكه اتم اورانيوم ۲۳۵ نوتروني را كه به سمتش است، جذب كند، بسيار بالا است. در بمبي كه به خوبي كار مي كند، بيش از يك نوترون از هر فرآيند فيزيون به دست مي آيد كه خود اين نوترون ها سبب وقوع فرآيندهاي شكافت بعدي اند. اين وضعيت اصطلاحا «وراي آستانه بحران» ناميده مي شود.
۲ – فرآيند جذب نوترون و شكسته شدن متعاقب آن بسيار سريع و در حد پيكو ثانيه (۱۲-۱۰ ثانيه) رخ مي دهد.
۳ – حجم عظيم و خارق العاده اي از انرژي به صورت گرما و پرتو گاما به هنگام شكسته شدن هسته آزاد مي شود.
انرژي آزاد شده از يك فرآيند شكافت به اين علت است كه محصولات شكافت و نوترون ها وزن كمتري از اتم اورانيوم ۲۳۵ دارند. اين تفاوت وزن نمايان گر تبديل ماده به انرژي است كه به واسطه فرمول معروف E=mc2 محاسبه مي شود. حدود نيم كيلوگرم اورانيوم غني شده به كار رفته در يك بمب هسته اي برابر با چندين ميليون گالن بنزين است. نيم كيلوگرم اورانيوم غني شده انداز ه اي معادل يك توپ تنيس دارد. در حالي كه يك ميليون گالن بنزين در مكعبي كه هر ضلع آن ۱۷ متر (ارتفاع يك ساختمان ۵ طبقه) است، جا مي گيرد. حالا بهتر مي توان انرژي آزاد شده از مقدار كمي اورانيوم ۲۳۵ را متصور شد.براي اينكه اين ويژگي هاي اروانيوم ۲۳۵ به كار آيد بايد اورانيوم را غني كرد. اورانيوم به كار رفته در سلاح هاي هسته اي حداقل بايد شامل نود درصد اورانيوم ۲۳۵ باشد.در يك بمب شكافتي، سوخت به كار رفته را بايد در توده هايي كه وضعيت «زير آستانه بحران» دارند، نگه داشت. اين كار براي جلوگيري از انفجار نارس و زودهنگام ضروري است. تعريف توده اي كه در وضعيت «آستانه بحران» قرار داد چنين است: حداقل توده از يك ماده با قابليت شكافت كه براي رسيدن به واكنش شكافت هسته اي لازم است. اين جداسازي مشكلات زيادي را براي طراحي يك بمب شكافتي با خود به همراه مي آورد كه بايد حل شود.
۱ – دو يا بيشتر از دو توده «زير آستانه بحران» براي تشكيل توده «وراي آستانه بحران» بايد در كنار هم آورده شوند كه در اين صورت موقع انفجار به نوترون بيش از آنچه كه هست براي رسيدن به يك واكنش شكافتي، نياز پيدا خواهد شد.
۲ – نوترون هاي آزاد بايد در يك توده «وراي آستانه بحران» القا شوند تا شكافت آغاز شود.
۳ – براي جلوگيري از ناكامي بمب بايد هر مقدار ماده كه ممكن است پيش از انفجار وارد مرحله شكافت شود براي تبديل توده هاي «زير آستانه بحران» به توده هايي «وراي آستانه بحران» از دو تكنيك «چكاندن ماشه» و «انفجار از درون» استفاده مي شود.تكنيك «چكاندن ماشه» ساده ترين راه براي آوردن توده هاي «زير بحران» به همديگر است. بدين صورت كه يك تفنگ توده اي را به توده ديگر شليك مي كند. يك كره تشكيل شده از اورانيوم ۲۳۵ به دور يك مولد نوترون ساخته مي شود. گلوله اي از اورانيوم ۲۳۵ در يك انتهاي تيوپ درازي كه پشت آن مواد منفجره جاسازي شده، قرار داده مي شود.كره ياد شده در انتهاي ديگر تيوپ قرار مي گيرد. يك حسگر حساس به فشار ارتفاع مناسب را براي انفجار چاشني و بروز حوادث زير تشخيص مي دهد:
۱ – انفجار مواد منفجره و در نتيجه شليك گلوله در تيوپ
۲ – برخورد گلوله به كره و مولد و در نتيجه آغاز واكنش شكافت
۳- انفجار بمب
در «پسر بچه» بمبي كه در سال هاي پاياني جنگ جهاني دوم بر شهر هيروشيما انداخته شد، تكنيك «چكاندن ماشه» به كار رفته ب

ود. اين بمب ۵/۱۴ كيلو تن برابر با ۵۰۰/۱۴ تن TNT بازده و ۵/۱ درصد كارآيي داشت. يعني پيش از انفجار تنها ۵/۱ درصد ازماده مورد نظر شكافت پيدا كرد.
در همان ابتداي «پروژه منهتن»، برنامه سري آمريكا در توليد بمب اتمي، دانشمندان فهميدند كه فشردن توده ها به همديگر و به يك كره با استفاده از انفجار دروني مي تواند راه مناسبي براي رسيدن به توده «وراي آستانه بحران» باش

 داشت. به خصوص اين مسئله مطرح شد كه چگونه مي توان يك موج شوك را به طور يكنواخت، مستقيما طي كره مورد نظر، هدايت و كنترل

كرد؟افراد تيم پروژه «منهتن» اين مشكلات را حل كردند. بدين صورت، تكنيك «انفجار از درون» خلق شد. دستگاه انفجار دروني شامل يك كره از جنس اورانيوم ۲۳۵ و يك بخش به عنوان هسته است كه از پولوتونيوم ۲۳۹ تشكيل شده و با مواد منفجره احاطه شده است. وقتي چاشني بمب به كار بيفتد حوادث زير رخ مي دهند:
۱- نفجار مواد منفجره موج شوك ايجاد مي كند.
۲ – موج شوك بخش هسته را فشرده مي كند.
۳ – فرآيند شكافت شروع مي شود.
۴ – بمب منفجر مي شود.
در «مرد گنده» بمبي كه در سال هاي پاياني جنگ جهاني دوم بر شهر ناكازاكي انداخته شد، تكنيك «انفجار از درون» به كار رفته بود. بازده اين بمب ۲۳ كيلو تن و كارآيي آن ۱۷درصد بود.شكافت معمولا در ۵۶۰ ميلياردم ثانيه رخ مي دهد.
بمب هاي همجوشي: بمب هاي همجوشي كار مي كردند ولي كارآيي بالايي نداشتند. بمب هاي همجوشي كه بمب هاي «ترمونوكلئار» هم ناميده مي شوند، بازده و كارآيي به مراتب بالاتري دارند. براي توليد بمب همجوشي بايد مشكلات زير حل شود:دوتريوم و تريتيوم مواد به كار رفته در سوخت همجوشي هر دو گازند و ذخيره كردنشان دشوار است. تريتيوم هم كمياب است و هم نيمه عمر كوتاهي دارد بنابراين سوخت بمب بايد همواره تكميل و پر شود.دوتريوم و تريتيوم بايد به شدت در دماي بالا براي آغاز واكنش همجوشي فشرده شوند. در نهايت «استانسيلا اولام» دريافت كه بيشتر پرتو به دست آمده از يك واكنش فيزيون، اشعه X است كه اين اشعه X مي تواند با ايجاد درجه حرارت بالا و فشار زياد مقدمات همجوشي را آماده كند.
بنابراين با به كارگيري بمب شكافتي در بمب همجوشي مشكلات بسياري حل شد. در يك بمب همجوشي حوادث زير رخ مي دهند:
۱ – بمب شكافتي با انفجار دروني ايجاد اشعه X مي كند.
۲ – اشعه X درون بمب و در نتيجه سپر جلوگيري كننده از انفجار نارس را گرم مي كند.
۳ – گرما باعث منبسط شدن سپر و سوختن آن مي شود. اين كار باعث ورود فشار به درون ليتيوم – دوتريوم مي شود.
۴ – ليتيوم – دوتريوم ۳۰ برابر بيشتر از قبل تحت فشار قرار مي گيرند.
۵ – امواج شوك فشاري واكنش شكافتي را در ميله پولوتونيومي آغاز مي كند.
۶ – ميله در حال شكافت از خود پرتو، گرما و نوترون مي دهد.
۷ – نوترون ها به سوي ليتيوم – دوتريوم رفته و با چسبيدن به ليتيوم ايجاد تريتيوم مي كند.
۸ – تركيبي از دما و فشار براي وقوع واكنش همجوشي تريتيوم – دوتريوم ودوتريوم – دوتريوم و ايجاد پرتو، گرما و نوترون بيشتر، بسيار مناسب است.
۹ – نوترون هاي آزاد شده از واكنش هاي همجوشي باعث القاي شكافت در قطعات اورانيوم ۲۳۸ كه در سپر مورد نظر به كار رفته بود، مي شود.
۱۰ – شكافت قطعات اروانيومي ايجاد گرما و پرتو بيشتر مي كند.
۱۱ – بمب منفجر شود.

شکافت خود به خودي اورانيوم
سن صخره حاوي کاني اورانيوم حدود ۱٫۷۴X109 سال تعيين شده بود. در صخره‌اي با اين سن ، مقدار اوليه ۲۳۵U تقريبا ۳ درصد کل اورانيوم موجووم بکار رفته در يک راکتور قدرت پيشرفته است. براي رسيدن به جرم کافي جهت ادامه واکنش زنجيري لازم بود که کاني تقريبا معدن حاوي ۲۰ درصد اورانيوم باشد. نمونه‌هايي در جرم اکلو پيدا شده‌اند که داراي ۲۰ تا ۶۰ درصد اورانيوم بوده‌اند.
شکافت خودبه خودي ۲۳۵U يا نوترونهاي اشعه کيهان

ي مي‌توانست نوترونهاي پرتابه لازم براي شروع شکافت القايي نوترون ۲۳۵U را فراهم نمايد. ۲۳۵U احتمال بيشتري از ۲۳۵U جهت شکافت القايي نوترون دارد. به همين دليل است که ايزوتوپ ۲۳۵U بوسيله ديفيوژن گاز يا فرآيندهاي ديگر غني سازي مي‌گردد تا در راکتورهاي هسته‌اي و بمبهاي هسته‌اي قديمي مورد استفاده قرار گيرد. شکافت ۲۳۵U چندين نوترون اضافي براي ادامه يک واکنش هسته‌اي زنجيري از طريق القاي بيش از يک فرآيند شکافت ثانويه به ازاي هر فرآيند شکافت اوليه يا مادر نمود.
واکنشهاي زنجيري و راکتورها
شرايط ديگري نيز بايد براي انجام واکنش زنجيري موجود باشند. نوترونهايي که موجب شکافت مي‌شوند بايد تا حد انرژيهاي حرارتي حدود انرژي مولکولهاي گاز (در دماي اتاق معادل Emean ≈ ۰٫۰۴ ev) کند شوند. در راکتورهاي پيشرفته آب به عنوان کند کننده متداول براي کاهش انرژيهاي نوترونهاي شکافت بوسيله واکنشهاي برخوردهاي چندگانه با اتمهاي هيدروژن آب بکار مي‌رود. خاک اکلو از نوعي رس و حاوي ۵% آب است. اين مقدار تقريبا معادل نسبت اورانيوم به آبي است که در راکتورهاي مدرن بکار مي‌رود.
همچنين بعضي از عناصر داراي احتمال بالاي جذب نوترون بوده و لذا واکنش زنجيري را متوقف مي‌کنند. اين عناصر مانند V به مقدار بسيار کمي در خاک اکلو يافت شدند. عناصر ديگر با احتمال بالاي جذب نوترون مانند B ، Nb و Gd به مقدار فوق العاده ناچيز در اکلو وجود دارد. مقدار جزئي از اين عناصر که در ابتدا در خاک بوده است، احتمالا در عمليات ابتدائي راکتور سوخته و از بين رفته است. در کنار تهي شدن ۲۳۵U ، عدم حضور سمومي مانند V و وجود مقادير جزئي B ، Nd و Gd شواهد آزمايشي ديگري هستند که نشان مي‌دهند در اکلو يک راکتور هسته‌اي طبيعي عمل کرده است.

فراواني عناصر و فرآيند شکافت
فراواني بالاي غير عادي از ايزوتوپهاي نوکلوئيدهايي که معمولا از فرآيندهاي شکافت توليد مي‌شوند، ملاحظه گرديد. در ميان اينها ايزوتوپهايي از گازهاي به دام افتاده Kr ، Xe بودند که به مقدار زياد از شکافت ۲۳۵U بوجود آمده بودند. به دليل انجام واکنشهاي راديوليز حاصل از اشعه گاما و حرارت ، ترکيبات آلي فرار در صخره‌هاي اين ناحيه وجود نداشت.

صخره‌هاي محلي نشان دهنده علائمي بودند که نشان مي‌داد به شدت حرارت ديده‌اند، ولي نشاني از آتشفشان وجود نداشت. بالاخره ، نسبتهاي ايزوتوپي غير معمولي براي عناصر خاص مانند Nd که داراي ايزوتوپهاي با تواناييهاي مختلف براي جذب نوترون مي‌باشد، وجود داشت. اين ايزوتوپها که داراي احتمال بالاي جذب نوترون بوده و نسبت به ديگر ايزوتوپها تهي شده‌اند، نشان دهنده حضور يک شار بالاي نوترون بودند.
شکافت طبيعي در مکانهاي ديگر
منطقه اکلو مورد توجه دانشمندان محيط زيست بوده است، چرا که براي مسائل دفع پسماندهاي راديواکتيو داراي اهميت خاصي است. مکانهاي ديگر راکتورهاي طبيعي شکافت در حال بررسي و جستجو هستند، اما در حال حاضر اکلو تنها راکتور هسته‌اي فسيلي شناخته شده مي‌باشد.
عالم نامريي | Ultraماورا
نگاه اجمالي
در ژوئيه ۱۹۴۵ ، اتم با نيروي مصيبت بار هزار بار شديدتر از نيرومندترين انفجارهاي شيميايي که تا آن هنگام شناخته بودند، منفجر شد. اين انفجار ، شکافت (fission) ، يعني شکافته شدن اتمهاي سنگين ، بود. اندک زماني بعد از آن همجوشي (fusion) ، يعني جوش خوردن سبکترين اتمها با يکديگر ، ظهور کرد که نتيجه آن نيروي گرما هسته‌اي بمب هيدروژني ، با قدرت انفجاري يک ميليون برابر انفجار شيميايي ، بود. هنگامي که آلبرت انيشتين متوجه کاربرد ويرانگر معادله E=mc2 (انرژي برابر است با جرم ضرب در مجذور سرعت نور) خود شد، گفت :«اي کاش آهنگر شده بودم».
ظهور بمب اتمي
در اواخر قرن نوزدهم ، بعد از اينکه انيشتين معادله معروف خود را تکميل کرد، ويلهلم رونتگن ، فيزيکدان آلماني اشعه ايکس ، و جي جي تامسون ، فيزيکدان بريتانيايي ، الکترون را کشف کرده بودند. هنري بکرل در فرانسه املاح اورانيوم عنصر عجيب و کاني مزاحم را تهيه کرده بود و راديواکتيويته (پرتوزايي) ، پرتوهايي که بطور خود بخودي بوسيله خود عنصر ايجاد مي شوند، را کشف کرده بود و ماري کوري شيميدان معروف راديواکتيويته ، راديوم را جدا کرده بود.
سرانجام ارنست رادرفورد ، فيزيکدان اهل زلاندنو سوالي را به اين مفهوم مطرح کرده بود که: «چگونه اتمها (با فرض اينکه کوچکترين ذره ماده است) پرتو ا

 

فشاني مي کنند؟» او با تامسون در تحقيقاتي که منجر به کشف الکترون شده بود، همکاري داشت. رادرفورد در سن ۲۷ سالگي به کانادا رفت تا استاد فيزيک دانشگاه مک گيل بشود در همان جا بود که به عقيده سرآرتور ادينگتون (اخترشناس و فيزيکدان بريتانيايي) ، وي بزرگترين تغيير را در ايده ما نسبت به ماده ، از زمان ذيمقراطيس به بعد ، يعني از چهارصد سال قبل از ميلاد ، به وجود آورد.
به اين ترتيب تلاش‌هاي دانشمندان در اين زمينه

ادامه يافت تا اينکه سرانجام در سال ۱۹۴۵ ساختن بمب اتمي از لحاظ تکنولوژيکي ميسر شد. پديده اي که فجايع بسيار دردناکي را به وجود آورد و خانواده‌هاي بساري را داغدار کرد. هرچند هدف دانشمندان فيزيک در جهت بهبود زندگي انسان بود، اما عوامل بسياري دست به دست هم دادند تا اينگونه از کشفيات علمي در جهت نادرست استفاده گرديد.
آنچه رادرفورد انجام داد
رادرفورد وجود دو ذره گسيلي متفاوت از الکترونها را که آلفا همان پرتوهايي هستند که اينک هسته هليم ناميده مي شوند و پرتوهاي بتا جرياني از الکترونها و پروتونها هستند که از هر منبعي رها مي شود. رادرفورد با کار بر روي توريم ، مفهوم نيم عمر را جا انداخت.
در سالهاي اوليه اي که تشريح رادرفورد در خصوص واپاشي اتم عنوان شد، هوادار چنداني نداشت. يکي از همکاران او در دانشگاه مک گيل ، فردريک سودي کاشف ايزوتوپ‌ها بود. ايزوتوپ‌ها نوعي از عناصرند که از نظر شيميايي مثل همراه غالب خود عمل مي کنند، اما خاصيت فيزيکي آنها متفاوت است. اوتوهان آلماني ، يکي از شاگردان رادرفورد بود که ۳۰ سال بعد با شکافت اورانيوم و اظهار اينکه ، در هر اتم همواره چاهک انرژي خواهد بود و هرکز مخزن آن نيست»، استاد خود را مبهوت کرد.
خطاي رادرفورد؟
پيامد کشف اتم ، رادرفورد را به منچستر انگلستان کشاند. در آنجا دانشجويي آلماني به نام هانس گايگر ، که نام او اينک بر روي شمارشگر ذرات نصب است، از استاد خود سوال کرد: «آيا تصور نمي کنيد که (ارنست) مارسون بايد تحقيق کوچکي آغاز کند؟» رادرفورد گفت: «چرا به او اجازه ندهيم که ببيند آيا ذرات آلفا مي توانند از خلال يک زاويه منفرجه منحرف شوند؟» اين خطايي بود که رادرفورد نبايد نسبت به يک هم وطن جوان خود مرتکب شود، زيرا او مي دانست که آلفاي ذرات سريع و پرجرم است که ميلي به انحراف ندارد.
رويداد نادر
ارنست مارسون توانست باريکه اي از ذرات آلفا را بر ورقه‌اي فلزي بتاباند. سه روز بعد، گايگر به رادرفورد گفت: «ما توانسته‌ايم برخي ذرات آلفاي بازتابيده را به دست آوريم.» توضيح بعدي رادرفورد نشان داد که واکنش او در اين مورد عادي بوده است. اين مورد يکي از مهم‌ترين کشفيات علمي بود که تا آن هنگام محقق شده بود. اين کشف نشان داد که نيروي عجيبي در اتم وجود دارد که مي تواند ذره آلفا را که با سرعت ۱۶۰۰۰ کيلومتر در ثانيه در حرکت است، منحرف کند، اما اين پس زني نادر بود.
بعد از اين تجربه رادرفورد اعلام کرد که «او مي داند اتم شبيه چيست» و اينک منحرف شدن ذره آلفا را توضيح دارد. به نظر او ، اتم بايد از يک ذره مرکزي باردار کوچک تشکيل يابد که عملا کل ماده آن متراکم است و در محاصره يک کره باردار با بار مخالف قرار دارد، که بار روي آن به دقت پراکنده است.

فن‌آوري هسته‌اي | Nuclear Eng.مهندسي هسته اي
نگاه اجمالي:
دانش تبديل اورانيوم طبيعي که در طبيعت وجود دارد از طريق شکافت اتمها به اورانيوم غني شده که داراي انرژي بسيار زياد است، فناوري هسته اي نام دارد. فرآيند تهيه سوخت هسته اي از اورانيوم ، فرآيند بسيار پيچيده و ظريفي است و دانش انجام اين کار از دانشهاي پيشرفته بشري است. تبديل اورانيوم به اورانيوم غني شده ، راههاي مخ

تلفي دارد که دو نوع رايج آن از طريق دستگاههاي سانتريوفوژ و از طريق ليزر مي باشد.
کشورهاي قدرتمند جهان دانش هسته اي را انحصاري خود کرده اند. به راحتي اجازه دسترسي ديگران به اين دانش را نمي دهند. در مقطع کنوني حدود ۱

۰ کشور اين دانش را در اختيار دارند. انرژي هسته اي داراي کاربردهاي فراوان است. در يک تقسيم بندي کلي مي توان کاربردهاي انرژي هسته اي را در دو بخش نظامي و غير نظامي يا صلح جويانه قرار داد.
کاربرد انرژي هسته اي در توليد برق :
يکي از مهم ترين موارد استفاده صلح آميز از انرژي هسته اي ، توليد برق از طريق نيروگاههاي اتمي است. با توم به پايان پذير بودن منابع فسيلي و روند رو به رشد توسعه اجتماعي و اقتصادي ، استفاده از انرژي هسته اي براي توليد برق را امري ضروري و لازم مي دانند و ساخت چند نيروگاه اتمي را دنبال مينمايد.
ايران هر ساله حدودا به هفت هزار مگاوات برق در سال نياز دارد. نيروگاه اتمي بوشهر ۱۰۰۰ مگاوات برق را در صورت راه اندازي تامين مي نمايد. و احداث نيروگاههاي ديگر براي رفع اين نيازي ضروري است. براي توليد ميزان برق حدود ۱۹۰ ميليون بشکه نفت خام مصرف مي شود. که در صورت تامين از طريق انرژي هسته اي ساليانه ۵ ميليارد دلار صرفه جويي خواهد شد.
برتري انرژي هسته اي بر ساير انرژيها:
علاوه بر صرفه اقتصادي دلايل زير استفاده از انرژي هسته اي را ضروري مينمايد. منابع فسيلي محدود بوده و متعلق به نسلهاي آتي ميباشد. استفاده از نفت خام در صنايع تبديل پتروشيمي ارزش بيشتري دارد. توليد برق از طريق نيروگاه اتمي ، آلودگي

نيروگاههاي کنوني را ندارد. توليد هفت هزار مگاوات با مصرف ۱۹۰ ميليون شبکه نفت خام، هزارتن دياکسيد کربن ، ۱۵۰ تن ذرات معلق در هوا ، ۱۳۰ تن گوگرد و ۵۰ تن اکسيد نيتروژن را در محيط زيست پراکنده مي کند، در حالي که نيروگاه اتمي چنين آلودگي را ندارد.
انرژي هسته اي در پزشکي هسته اي و امور بهداشتي:
در کشورهاي پيشرفته صنعتي ، از انرژي هسته اي به صورت گسترده در پزشکي استفاده مي گردد. با توجه به شيوع برخي از بيماريها از جمله سرطان ، ضرورت تقويت طب هسته اي در کشورهاي در حال توسعه ، هر روز بيشتر مي شود. موارد زير از مصاديق تکنيکهاي هسته اي در علم پزشکي است:

تهيه و توليد کيتهاي راديو دارويي جهت مراکز پزشکي هسته اي
تهيه و توليد راديو دارويي جهت تشخيص بيمار

ي تيروييد و درمان آنها
تهيه و توليد کيتهاي هورموني
تشخيص و درمان سرطان پروستات
تشخيص سرطان کولون ، روده کوچک و برخي سرطانهاي سينه
تشخيص تومورهاي سرطاني و بررسي تومورهاي

مغزي ، سينه و ناراحتي وريدي
تصوير برداري بيماريهاي قلبي ، تشخيص عفونتها و التهاب مفصلي ، آمبولي و لختههاي وريدي
موارد ديگري چون تشخيص کم خوني ، کنترل راديو داروهاي خوراکي و تزريقي و …
کاربرد انرژي هسته اي در بخش دامپزشکي و دامپروري :
تکنيکهاي هسته اي در حوزه دامپزشکي موارد مصرفي چون تشخيص و درمان بيماريهاي دامي ، توليد مثل دام ، اصلاح نژاد و دام ، تغذيه ، بهداشت و ايمن سازي محصولات دامي و خوراک دام دارد.
کاربرد انرژي هسته اي در دسترسي به منابع آب :
تکنيکهاي هسته اي براي شناسايي حوزه هاي آب زير زميني هدايت آبهاي سطحي و زير زميني ، کشف و کنترل نشت و ايمني سدها مورد استفاده قرار ميگيرد. در شيرين کردن آبهاي شور نيز انرژي هستهاي کاربرد دارد.
کاربرد انرژي هسته اي در بخش صنايع غذايي و کشاورزي :
از انرژي هسته اي در حوزههاي کشاورزي و صنايع غذايي استفاده هاي بسيار فراواني صورت مي گيرد. موارد عمده استفاده در اين بخش عبارت است از :
جلوگيري از جوانه زدن محصولات غذايي

کنترل و از بين بردن حشرات
به تاخير انداختن زمان رسيدن محصولات
افزايش زمان نگهداري
کاهش ميزان آلودگي ميکروبي
از بين بردن ويروسهاي گياهي و غذايي

طرح باردهي و جهش گياهاني چون گندم و برنج و پنبه
آنچه بايد بدانيم:
تکنيکهاي هسته اي بر کشف مينهاي ضد نفر نيز کاربرد دارد. بنابرين ، دانش هسته اي با اين قدرت و وسعتي که دارد، هر روز بر دامنه استفاده از فناوري هسته اي و بويژه انرژي هسته اي افزوده مي شود. کاربرد انرژي در بخشهاي مختلف به گونهاي است که اگر کشوري فناوري هسته اي را نهادينه نمايد، در بسياري از حوزه‌هاي علمي و صنعتي ، ارتقاي پيدا مي کند و مسير توسعه را با سرعت طي مي نمايد.
کاربرد راکتورهاي هسته اي
تعريف
وسيله اي که در آن واکنش شکافت زنجيري کنترل شده انجام مي شود راکتور هسته اي نام دارد. ‏‏اورانيوم يا پلتونيوم ( عنصر پرتوزاي مصنوعي با عدد اتمي ۹۴‏‎ ( Z=‎به عنوان ماده شکافت پذير ‏‏«سوخت هسته اي ) به کار مي رود. از راکتور ها جهت توليد انرژي، براي به دست آوردن ‏‏ايزوتوپ هاي پرتوزا (از جمله عناصر فوق اورانيوم ، يعني عناصري و ۹۲‏‎ Z =‎) و چشمه هاي ‏باريکه هاي قوي نو ترون استفاده مي کنند‎.‎
راکتور هسته اي به عنوان
چشمه توليد انرژي‎
• ‎پاره هاي شکافت در اورانيوم در فاصله کوتاهي (کمتر ازμm ‏ ۵) ‎کند مي شوند. در نتيجه ، تقريبا تمامي ‏انرژي آزاد شده در راکتور به صورت گرما در توده اورانيوم ظاهر مي شود. از اين گرما مثلا مي توان ‏براي گرم کردن و تبخير مايع جاري از اورانيوم که بعدا به کمک ‏‎‎توربين بخار)) يا بعضي از ماشين ‏هاي گرمايي ديگر به صورت انرژي الکتريکي يا مکانيکي در مي آيد استفاده کرد‎.‎
• ‎اولين نيروگاه هسته اي بر اين اساس در سال ۱۹۴۵ در روسيه ساخته شد. ساختمان اين راکتور بيانگر ‏اين است که بخش اصلي اين راکتور عناصر سوختش است که شامل اورانيوم مي باشد. عناصر “سوخت” به ‏صورت دو ديوار نازک از لوله هاي فولادي ضد زنگ ساخته شده اند که يکي‎ ‎توي ديگري قرار دارد‎ .‎
• ‎اورانيوم را بدون درز در فضاي ميان لوله محکم مي کنند، در حالي که از کاواک داخلي به عنوان کانال ‏براي عبور آب استفاده مي شود. که گرماي آزاد شده از اورانيوم را در ضمن کار راکتور به خارج مي برد. ‏محکم کردن بدون درز از اين نظر لازم است که اورانيوم از لحاظ شيميايي ناپايدار است و ديگر اينکه مانع ‏نشت گاز هاي پرتوزا خطرناکي شود که در نتيجه واکنش تشکيل مي شوند‏‎.‎
• ‎براي تسهيل گسترش واکنش زنجيري ، عناصر “سوخت” را از اورانيومي که با ايزوتوب سريعا

‏شکافت پذير اورانيوم ۲۳۵ غني شده اند، درست مي کنند «اورانيوم غني شده که در راکتور مصرف مي کنند. ‏داراي ۵ درصد‏‎ ۲۳۵U‎در حالي که اورانيوم طبيعي فقط داراي ۰٫۷ درصد از اين ايزوتوپ است ). کار ‏راکتور اورانيوم با پرتوزايي شديد همراه است. جهت حفاظت کارکنان از تابش پرتوزا و نوترون ها که مقادير ‏زياد آن نيز زيانبار است، راکتور را در محفظه اي با ديوار هاي ضخيم که از

سيمان و مواد ديگر ساخته ‏شده اند قرار مي دهند‎.‎
• ‎امتياز بزرگ راکتور هسته اي به عنوان چشمه توليد انرژي هزينه کم سوخت آن است. مقدار گرمايي که ‏در ضمن شکافت يک گرم‎ U 235 ‎آزاد مي شود برابر با مقدار گرمايي است که از سوختن چند تن ذغال ‏سنگ به دست مي آيد. اين امر امکان مي دهد که راکتورها را در نواحي دور از‏‎ ‎ذخاير ذغال سنگ و نفت و حتي ‏دور از راه هاي حمل و نقل ( با کشتي، زيردريايي و هواپيما ) برپا سازند‎.‎
• ‎در روسيه ، چندين نيروگاه اتمي در مقياس بزرگ در حال کارند. چندين يخ شکن مجهز به ‏موتور هاي اتمي و زير دريايي هاي اتمي نيز ساخته شده است. در آينده نقش ‏‏مهندسي انرژي هسته اي مهم تر از اين خواهد شد‎.‎
• ‎محاسبه شده است که با آهنگ امروزي مصرف انرژي کمبود ذغال سنگ و نفت حتي در ۵۰ سال آينده حس ‏خواهد شد. استفاده از اورانيوم راهي براي خروج از اين مشکل است. زيرا انرژي ذخيره شده در ذخاير ‏اورانيوم ۱۰ تا ۲۰ برابر انرزي ذخيره شده در سوخت هاي آلي است. مسئله منابع انرژي پس ‏از مهار شدن واکنش هاي گداخت به کلي حل خواهد شد‎.‎
‎عناصر فوق اورانيوم‎ :
• ‎درنتيجه بمباران اورانيوم با نوترون ، ايزوتوپ‎ U 238 ‎به‎ U 239 ‎تبديل مي شود. اين ايزوتوپ ‏ناپايدار است و در نتيجه واپاشي ««ذره بتا به ايزوتوپ نپتونيوم ۹۳‏‎ ( Np 239 ) ‎تبديل مي شود. اين ‏ايزوتوپ به نوبه خود ، با تحمل واپاشي بتا ، پس از زمان کوتاهي ( نيم عمر آن ۲٫۳۵ روز است ) به ‏ايزوتوپ پلتونيوم ۹۴ ، يعني‏‎ Pu 239 ‎تبديل مي شود. پلتونيوم ۲۳۹ نيز ناپايدار است ، ولي به کندي ‏وا مي پاشد ( نيم عمر آن ۲۴۰۰۰ سال است). به اين دليل ممکن است به مقدار انبوهي انبار شود‎.‎
• ‎پلتونيوم ۲۳۹ مانند اورانيوم ۲۳۵ ، ( سوخت هسته اي )خوبي است که براي راکتورهاي هسته اي و بمب ‏هاي اتمي مناسب است. پلوتونيوم از راکتورهاي هسته اي مبتني بر اورانيوم طبيعي و کند کننده به دست مي ‏آيد. در چنين راکتورهايي بيشتر نوترون ها را‎ ۲۳۸U ‎جذب مي کند که نتيجه آن تشکيل پلتونيوم است‎.‎
• ‎پلتونيوم انبار شده در اورانيوم را مي توان با روش هاي شيميايي جدا کرد. سوخت هس

ته اي مصنوعي ‏ديگر ايزوتوپ‎ ۲۳۳U با نيم عمر ۱۶۲۰۰۰ است که در اورانيوم طبيعي وجود ندارد‏‎. ۲۳۳U ‎نيز مانند ‏پلتونيوم ، در نتيجه بمباران توريم با نوترون تشکيل مي شود. به اين طريق مواد با شکافت پذيري کم‎) ‎ ۲۳۸U و توريم) مي توانند به سوخت هسته اي با ارزش تبديل شوند

. اين امکان پذيري بسيار اساسي ‏است زيرا در پوسته زمين‎ ۲۳۸U ‎و توريم خيلي بيشتر از‎ ۲۳۶U ‎است‎.‎
• ‎نپتونيم و پلتونيوم معرف عناصر فوق اورانيوم هستند و در جدول تناوبي بعد از اورانيوم مي آيند‎.‎
• رشته عناصر فوق اورانيوم بعد از پلتونيوم تا عنصري به عدد اتمي ۱۰۷ ادامه دارد. عناصر فوق اورانيوم ‏در طبيعت کشف نشده اند. زيرا همه آنها پرتوزا بوده در مقايسه با سن زمين شناسي زمين نيم عمر کوتاهي ‏دارند‎.‎
‎‎به دست آوردن مواد راديو اکتيو
• ‎در راکتور در حال کار ،جريان شديد نوترون ها در نتيجه شکافت مشاهده مي شود. از بمباران مواد ‏با نوترون ها مي توان ايزوتوب هاي پرتوزاي مصنوعي گوناگون در راکتور به دست آورد. چشمه پرتوزاي ديگر در راکتور پاره هاي شکافت اورانيوم هستند که اغلب شان ناپايدارند‎.‎
• عناصر پرتوزاي مصنوعي کاربرد گسترده اي در علم و صنعت پيدا کرده اند. از موادي که اشعه ‏گاما گسيل مي کنند به جاي راديم خيلي گران ، براي امتحان اجسام فلزي کلفت با نور عبوري ، براي ‏‏مداواي سرطان و جز اينها استفاده مي شود. ‏
• از خاصيت کشنده بودن مقادير زياد تابش گاما در موجودات ذره بيني براي نگهداري مواد غذايي استفاده مي ‏شود. اکنون از تابش پرتوزا در صنايع شيميايي استفاده مي شود. زيرا انجام بسياري از واکنش هاي شيميايي مهم را آسان مي کند‎.‎
• ‎يکي از مهم ترين استفاده ها روش نشانه گذاري اتم هاست. اين روش بر اين اساس استوار است که ‏ايزوتوب پرتوزا از لحاظ خواص شيميايي و بسياري از ويژگي هاي فيزيکي از ايزوتوپ پايدار همان عنصر ‏غير قابل تشخيص است. در عين حال، ايزوتوپ پرتوزا را از روي تابش آن (مثلا با‎ ‎استفاده از شمارشگر تخليه ‏گازي ) مي توان شناخت. با افزودن يک ايزوتوپ پرتوزا به عنصر مورد بررسي و آشکار سازي تابش آن ، ‏مي توان مسير اين عنصر را در اندام ، در واکنش شيميايي، در ضمن ذوب فلزات و جز اينها رديابي ‏کرد‎.‎

کاربردهاي علوم و تکنولوژي هسته اي
در جهان حاضر مرسوم است که مولفه هاي قدرت ملي يک کشور را مرکب از چهار قدرت علمي و فرهنگي، اقتصادي، سياسي و نظامي مي دانند.
اگرچه امروزه نسبت به اينکه کداميک از اين قدرتهاي چهارگانه حرف اول را مي زند بحثهاي مختلفي وجود دارد، اما بدون شک اين چهار قدرت با هم ارتباط تنگاتنگ داشته و هر يک بر ديگري تأثير (مسقتيم يا غير مستقيم) خواهد داشت. علوم و تکنولوژي هسته اي از جمله مواردي است که در حال حاضر به صورت يک عامل مهم و تعيين کننده در هر يک از چهار مورد مذکور نقش ايفا مي نمايد. امروزه تأثير تکنولوژي هسته اي در گسترش دانش بشري، تسلط بر طبيعت، تأمين رفاه و پيشرفت زندگي بشر غير قابل ترديد است و بدون شک کشورهاي مختلف نيز هر يک برحسب توان خود به اين تکنولوژي روي آورده اند و هر کشوري براساس مقتضيات زماني و مکاني، استراتژي و تاکتيک خاصي را براي خود برمي گزيند.
انرژي هسته اي از عمده ترين مباحث علوم و تکنولوژي هسته اي است و هم اکنون نقش عمده اي را در تأمين انرژي کشورهاي مختلف خصوصا کشورهاي پيشرفته دارد. اهميت انرژي و منابع

مختلف تهيه آن، در حال حاضر جزء رويکردهاي اصلي دولتها قرار دارد. به عبارت بهتر، از مسائل مهم هر کشور در جهت توسعه اقتصادي و اجتماعي بررسي ، اصلاح و استفاده بهينه از منابع موجود انرژي در آن کشور است. امروزه بحرانهاي سياسي و اقتصادي و مسائلي نظير محدوديت ذخاير فسيلي، نگرانيهاي زيست محيطي، ازدياد جمعيت، رشد اقتصادي ، همگي مباحث جهان شمولي هستند که با گستردگي تمام فکر انديشمندان را در يافتن راهکارهاي مناسب در حل معظلات انرژي در جهان به خود مشغول داشته اند.
در حال حاضر اغلب ممالک جهان به نقش و اهميت منابع مختلف انرژي در تأمين نيازهاي حال و آينده پي برده و سرمايه گذاريها و تحقيقات وسيعي را در جهت سياستگذاري، استراتژي و برنامه هاي زيربنايي و اصولي انجام مي دهند. هم اکنون تدوين استراتژي که مرکب از بررسي تمامي پارامترهاي تأثير گذار در انرژي و تعيين راهکارهاي مناسب جهت تميزتر و کارا ترنمودن انرژي و الگوي بهينه مصرف آن مي باشد، در رأس برنامه هاي زيربنايي اکثر کشورهاي جهان قرار دارد. در

ميان حاملهاي مختلف انرژي،انرژي هسته اي جايگاه ويژه اي دارد. هم اکنون بيش از ۴۳۰ نيروگاه هسته اي در جهان فعال مي باشند و انرژي برخي کشورها مانند فرانسه عمدتا از برق هسته اي تأمين
مي شود.
جمهوري اسلامي ايران بيش از سه دهه است که تحقيقات متنوعي را در زمينه هاي مختلف علوم و تکنولوژي هسته اي انجام داده و براساس استراتژي خود، مصمم به ايجاد نيروگاههاي هسته اي به ظرفيت کل ۶۰۰۰ مگاوات تا سال ۱۴۰۰ هجري شمسي
مي باشد. در اين زمينه، جمهوري اسلامي ايران در نشست گذشته آژانس بين المللي انرژي اتمي، تمايل خود را نسبت به همکاري تمامي کشورهاي جهان جهت ايجاد اين نيروگاهها و تهيه سوخت مربوطه رسما اعلام نموده است.

۲- انرژي هسته اي
انرژي بدست آمده از فعل و انفعالات هسته اي را انرژي هسته اي مي گويند. اين انرژي از دو منشاء مي تواند سرچشمه بگيرد. يکي شکافت هسته اتمهاي سنگين و ديگري همجوشي يا گداخت هسته اتمهاي سبک . ذيلا به اختصار به اين دو فعل و انفعال هسته اي که به توليد انرژي هسته اي منجر مي گردند پرداخته مي شود.
۲-۱) شکافت هسته اي
پس از کشف نوترون توسط”چاوديک” در سال ۱۹۳۲، هان و استراسمن، دانشمندان آلماني، در سال ۱۹۳۹ طي مقاله اي نشان دادند که اين ذره مي تواند عناصر سنگيني از قبيل اورانيوم را شکافته و آنها را به عناصر ديگر با جرم کمتر تبديل نمايد. شکافت اورانيوم که علاوه بر آزادسازي انرژي يا گسيل چند نوترون نيز همراه مي شود، منشا تحولات بسياري در قرن اخير شده است. در طي تحقيقاتي که در قبل از جنگ جهاني دوم بويژه در فرانسه و آلمان انجام گرفت، محقق گشت که نوترونهاي آزاد شده مي توانند تحت شرايط مناسب براي ايجاد شکافت در ديگر هسته هاي اورانيوم مورد استفاده قرار گيرند و بدين ترتيب يک واکنش زنجيره اي را مي توان آغاز نمود که باعث آزادسازي مقدار قابل ملاحظه اي انرژي گردد.

اين شکافت بيشتر مربوط به ۲۳۵-U (اورانيوم با جرم اتمي ۲۳۵) بود و وجود يک حداقل جرمي از اورانيوم براي يک واکنش زنجيره اي لازم به نظر مي رسيد. اين حداقل را جرم بحراني ناميدند. در طول جنگ جهاني دوم، اين تحقيقات در کشورهاي انگلستان، کانادا و عمدتا آمريکا ادامه يافت و نتيجتا به ساخت اولين راکتور اتمي در زيرزمين دانشگاه شيکاگو توسط فرمي و چندي بعد به توليد اولين بمب اتمي منجر گرديد که بطور موفقيت آميزي فجايع اسف بار هيروشيما و ناکازاکي را بوجود آورد. راکتور اتمي نمونه بارز استفاده صلح آميز از انرژي اتمي بود در حاليکه بمب اتمي بوضوح استفاده غيرصلح آميز آن را آشکار مي ساخت. بهرحال هر دوي اين فرايندها به توليد انرژي هسته اي که ناشي از شکافت هسته اتمهاي سنگين بود منجر گشتند، البته يکي کنترل شده (راکتور اتمي) و ديگري کنترل نشده (بمب اتمي) به حساب مي آمد.
به هر حال شکافت هسته هاي سنگين به دو هسته سبکتر، همراه با آزاد شدن مقادير زيادي انرژي است و اين فرايند تنها در هسته هاي سنگيني چون اورانيوم و پلوتونيوم اتفاق مي افتد. از بين ايزوتوپهاي اورانيوم و پلوتو نيوم نيز U-235 ، Pu-239 وPu-241 قابليت شکافت را دارند تا ايزوتوپهاي ديگر. براي ايجاد شکافت مناسب، بايد واکنش هسته اي بصورت زنجيره وار و پيوسته انجام گردد وگرنه نتيجه مطلوب حاصل نخواهد گرديد.
در يک واکنش زنجيره اي هسته اي، ابتدا يک نوترون با انرژي مشخص و سرعت مورد نظر به هسته قابل شکافت مثل ۲۳۵- U برخورد مي کند. نتيجه اين برهم کنش، نفوذ نوترون به داخل هسته بوده و با برهم خوردن توازن نيروهاي جاذبه و دافعه، هسته سنگين به دو هسته شکسته شده و همراه با آن مقادير زيادي انرژي و چندين نوترون سريع آزاد مي گردد. متوسط تعداد نوترونهاي توليد شده در شکافت ۲۳۵- U حدود ۵/۲ و در ۲۳۹-PU حدودا ۳ درجه مي باشد. هرکدام از اين نوترونها با برخورد با هسته هاي ديگر موجب آزاد شدن انرژي و چندين نوترون ديگر خواهند شد. چنانچه شرايط مهيا باشد، اين واکنش بطور زنجيره وار ادامه مي يابد تا زمانيکه به عللي از جمله کاهش جرم ماده شکافت پذير متوقف گردد. تعداد نوترونهاي ناشي از شکافت را اصطلاحا تحت عنوان فاکتور تکثير مي شناسد و به K نمايش مي دهند چنانچه ۱< K باشد در اين صورت سيستم فوق بحراني خواهد بود و تکثير نوترونها و آزاد شدن انرژي با سرعتي بيش از حد تصور ادامه مي يابد و اين همان فرآيندي است که در سلاحهاي هسته اي روي مي دهد. چنانچه۱= K باشد سيستم را بحراني مي نامند. به عبارت بهتر به ازاي هر نوتروني که به هر دليل در سيستم مصرف و يا از آن خارج مي گردد يک نوترون در نتيجه شکافت توليد مي شود. اگر ۱>K باشد سيستم را زير بحراني مي دانند. در اين سيستم توليد نوترونها در مجموع روبه کاهش رفته و نهايتا فعل و انفعالات هسته اي در سيستم متوقف خواهد گرديد. به فرض اينکه ۲=K باشد، پس توليد نوترونها در اثر شکافتهاي زنجيره اي بصورت تصاعدي ۳۲،۱۶،۸،۴،۲ و … خواهد بود. در اين حالت چنانچه جرم ۲۳۵- U، يک کيلوگرم (Kg ) بوده و اين شکافتها تا ۸۰ بار ادامه يابند، انرژي معادل ۲۰ کيلوتن TNT در زماني کمتر از۱us آزاد خواهد گرديد.
۲-۲) همجوشي يا گداخت هسته اي
هم جوشي يا گداخت هسته اي را مي توان به عنوان فرايند عکس شکافت هسته اي قلمداد کرد، يعني فرايندي که در آن دست کم يکي از محصولات واکنش هسته اي ازهر يک ازمواد واکنش زاي اوليه پر جرمتر باشد . گداخت هسته اي در مواردي که جرم کل هسته هاي محصول از جرم کل مواد واکنش زاکمتر باشد منجر به رهايي انرژي خواهد شد. اين شرط براي هسته ه

اي سبک يا اعداد جرم A1 و A2 که براي آنها ۶۰> (A2+A1) باشد، هميشه برقرار است. فعل و انفعالاتي که در ستاره ها رخ مي دهد و منجر به توليد انرژي بسيار زيادي مي گردد، شناخته شده ترين و بارزترين نمونه هاي همجوشي يا گداخت هسته اي است. اين واکنشها که عموما به زنجيره پروتون – پروتون موسوم مي باشند با واکنشي بين دو پروتون و تشکيل يک دوتريوم آغاز مي شود. سپس با واکنش يک پروتوم و دوتريوم و تشکيل ۳He ادامه يافته و نهايتا با واکنش دو اتم ۳He و تشکيل ۴He خاتمه مي يابد. دراين فرايند حدود ۷/۲۴ Mev انرژي آزاد مي گردد. براي شبيه سازي همين واکنش در روي زمين تحقيقات بسياري از اواسط قرن بيستم ميلادي انجام گرفته است و هنوز نيز ادامه دارد. دراين تحقيقات مشخص گرديد که سطح مقطع واکنش بين دوتريوم (۲H) و تريتيوم (۳H) و همچنين مقدار انرژي آزاد شده به ازاي هر اتمي که در آن واکنش شرکت دارد خيلي بيشتر از واکنشهاي مذکور
مي باشد. در اين واکنش در نتيجه همجوشي بين دو تريوم و تريتيوم يک اتم هليوم همراه با يک نوترون و حدود ۶/۱۷ Mev انرژي آزاد مي گردد.
گداخت هسته اي را سرچشمه انرژي فردا مي دانند و گمان مي رود سوخت يک راکتور گداخت هسته اي همانطور که بيان گرديد مخلوطي از دو تريوم و تريتيوم باشد. واکنش همجوشي بين اين دو ماده در دماي حدود ۱۰ به توان ۷ درجه سانتيگراد صورت مي گيرد و گرماي توليد شده بواسطه همجوشي آنها باعث واکنشهاي گداخت ديگر نيز خواهد گرديدو اين امر يک سري واکنشهاي زنجيره اي را بوجود خواهد آورد که
مي توان با استفاده از انرژي بسيار زياد توليد شده، توربينهاي مولد برق را بکار انداخت. از محسنات راکتورهاي گداخت، درجه بالاي ايمني آنهاست و برخلاف راکتورهاي شکافت هسته اي که پسمانهاي راديو اکتيو بسياري توليد مي کنند، پسمان راکتورهاي گداخت مقدار کمي هليوم غير راديواکتيو است. البته در واکنش همجوشي هسته اي، طبق آنچه بيان گرديد، نوترون نيز توليدمي شود که مي تواند به مرور راکتور را راديو اکتيو کند ولي با انتخاب مواد مناسب مي توان به جذب نوترونها اقدام نمود و در نتيجه اين مسئله نيز مرتفع خواهد گرديد. در حال حاضر دستگاهي که فعل و انفعالات گداخت هسته اي در آن بوقوع مي پيوندد تحت عنوان توکامک شناخته مي شود پيش بيني ها از دهه ۲۰۲۰ ميلادي به عنوان نقطه آغاز به کار راکتورهاي تحاري هم جوشي هسته اي حکايت دارند.
۳- کاربردهاي علوم و تکنولوژي هسته اي

عليرغم پيشرفت همه جانبه علوم و فنون هسته اي در طول نيم قرن گذشته، هنوز اين تکنولوژي در اذهان عمومي ناشناخته مانده است. وقتي صحبت از انرژي اتمي به ميان مي آيد، اغلب مردم ابر قارچ مانند حاصل از انفجارات اتمي و يا راکتورهاي اتمي براي توليد برق را در ذهن خود مجسم مي کنند و کمتر کسي را مي توان يافت که بداند چگونه جنبه هاي ديگري از علوم هسته اي در طول نيم قرن گذشته زندگي روزمره او را دچار تحول نموده است. اما حقيقت در اين است که

در طول اين مدت در نتيجه تلاش پيگير پژوهشگران و مهندسين هسته اي، اين تکنولوژي نقش مهمي را در ارتقاء سطح زندگي مردم، رشد صنعت و کشاورزي و ارائه خدمات پزشکي ايفاء نموده است. موارد زير از مهمترين استفاده هاي صلح آميز از علوم و تکنولوژي هسته اي مي باشند:
۱- استفاده از انرژي حاصل از فرآيند شکافت هسته اورانيوم يا پلوتونيوم در راکتورهاي اتمي جهت توليد برق و يا شيرين کردن آب درياها.
۲-استفاده از راديوايزوتوپها در پزشکي، صنعت و کشاورزي
۳- استفاده از پرتوهاي ناشي از فرآيندهاي هسته اي در پزشکي، صنعت و کشاورزي
ايزوتوپهاي يک عنصر، هسته هايي شامل تعداد پروتونهاي يکسان و تعداد نوترونهاي متفاوت مي باشند.
يکسان بودن عدد اتمي در ايزوتوپها باعث گشته که خواص شيميايي و بعضا فيزيکي يکسان داشته باشند اما در عين حال خواص هسته اي متفاوتي دارند. در حاليکه بطور طبيعي اکثر ايزوتوپهاي موجود از پايداري نسبي برخوردار هستند، اما ايزوتوپهاي ساخته دست انسان، عمدتا غيرپايدار مي باشند. پايداري يک ايزوتوپ توسط نيمه عمر آن تعيين مي گردد و نيمه عمر زماني است که مقدار يک ايزوتوپ از طريق تلاشي به نصف
مي رسد.
نيمه عمرها مي توانند از کسري از ثانيه تا صدها ميليون سال تغيير يابند. ايزوتوپهاي راديواکتيو(راديوايزوتوپها) زمانيکه متلاشي مي گردند سه نوع تابش را منتشر مي سازند:
۱- ذرات آلفا که داراي بار مثبت بوده و مرکب از دو پروتون و دو نوترون هستند(++۴He)
2- ذرات بتا که الکترونهاي انرژتيک با بار منفي يا پوزيترونها با بار مثبت مي باشند
۳- تابشهاي گاما که بدون بار بوده و بسيار نافذ هستند.
برخي از عناصر راديواکتيو مثل راديوم و يا ايزوتوپهاي راديواکتوي مثل ۲۳۵-U در طبيعت يافت مي شوند ولي اکثر آنها در راکتورهاي اتمي و يا بوسيله شتابدهنده ها توليد مي گردند. ۸۲-Br و۵۸- Co و۱۳۱-Iو۳۲-Pو۴۲-Kو۱۱۱-Agو۶۴-Cuو۳۸-Cl از مهمترين راديو ايزوتوپهاي توليد شده در راکتورهاي اتمي مي باشند و از آن طرف راديو ايزوتوپهاي ۷-Beو۲۰۶-Biو۱۸-Fو۱۳۲-I د ر شتابدهنده ها ساخته مي شوند. امروزه از راديو ايزوتوپها و پرتوهاي ناشي از فرايندهاي هسته اي جهت بهبود محصولات غذايي، نگهداري مواد غذايي، تعيين منابع آبهاي زيرزميني، استرليزه کردن منابع و توليدات پزشکي، آناليز هورمونها، کنترل فرايندهاي صنعتي و بررسي آلودگي محيط زيست استفاده فراواني به عمل مي آيد.
توليد گونه هايي از محصولات غذايي داراي حاصلخيزي بيشتر، توليد گونه هاي مقاوم نسبت به آفات و کم آبي، استفاده موثر تر از منابع آبي و جمع آوري آنها، کنترل نابودي آفات، جلوگيري از فساد محصولات در هنگام نگهداري، از مهمترين موارد استفاده از علوم و تکنولوژي هسته اي در کشاورزي است. کاربرد روشهاي هسته اي در علوم پزشکي نسبت به ساير بخشها معروفتر و عمومي تر است. بيش از ۱۰۰ سال است که دانشمندان با خواص اشعه ايکس آشنا شده اند و از آن براي تشخيص پزشکي استفاده مي کنند. تصويربرداري، تشخيص، پيش بيني و درمان برخي بيماريها در نتيجه استفاده از پرتودهي و راديوايزوتوپها حاصل مي گردد. بطور مثال يد ۱۳۱(۱۳۱-I)

 

براي تشخيص محل و مکان تومورهاي مغزي مورد استفاده قراز مي گيرد و يا از آن براي تعيين فعاليت غده تيروئيد و کبد استفاده مي شود. کرم -۵۱(۵۱-Cr ) براي تحقيقات خون شناسي، ۷۵-Se براي بررسي لوزالمعده، ۵۷- Co براي تشخيص کم خوني، ۱۴-C براي تحقيقات بيولوژيکي و داروسازي، ۱۳۷- Cs جهت درمان غدد سرطاني، ۶۷-Cu براي از بين بردن غدد سرطاني از رايج ترين راديوداروها در امر پزشکي مي باشند. استفاده از پرتو گاما توليد شده از کبالت -۶۰(۶۰-Co ) از موثرترين و مقرون به صرفه ترين روشها در زمينه سترون نمودن وسايل، ابزار آلات و توليدات پزشکي است.
طي نيم قرن گذشته، تکنولوژي هسته اي کاربردهاي گسترده اي در صنعت يافته است. تسهيل عمليات اکتشاف و استخراج معادن زيرزميني نفت و گاز، تشخيص محل نشت سيالات در لوله ها و مخازن، تعيين ميزان خوردگي فلزات، اندازه گيري دقيق قطرسنجي، ضخامت سنجي و سطح سنجي، تعيين فرسودگي غشاء داخلي کوره هاي صنعتي، استفاده از اثرات متقابل پرتوها با مواد جهت بهينه سازي عملکرد آنها در صنعت و… تماما از مهمترين استفاده هاي صنعت از علوم و فنون هسته اي است. در اين زمينه بطور مثال ۲۴۱- Am جهت تعيين محل حفاري چاههاي نفت، ۱۰۹- Cd جهت آزمايش عيار فلزات، ۱۴- C براي تحقيقات باستان شناسي، ۸۵- Kr جهت اندازه گيري ضخامت صفحات و الياف بکار مي روند.
۴- برق هسته اي
از مهمترين منابع استفاده صلح آميز از انرژي اتمي، ساخت راکتورهاي هسته اي جهت توليد برق مي باشد. راکتورهسته اي وسيله اي است که در آن فرايند شکافت هسته اي بصورت کنترل شده انجام مي گيرد. در طي اين فرايند انرژي زياد آزاد مي گردد به نحوي که مثلا در اثر شکافت نيم کيلوگرم اورانيوم انرژي معادل بيش از ۱۵۰۰ تن زغال سنگ بدست مي آيد. هم اکنون در سراسر جهان، راکتورهاي متعددي در حال کار وجود دارند که بسياري از آنها براي توليد قدرت و به منظور تبديل آن به انرژي الکتريکي، پاره اي براي راندن کشتيها و زيردريائيها، برخي براي توليد راديو ايزوتوپوپها و تحقيقات علمي و گونه هايي نيز براي مقاصد آزمايشي و آموزشي مورد استفاده قرار مي گيرند. در راکتورهاي هسته اي که براي نيروگاههاي اتمي طراحي شده اند (راکتورهاي قدرت)، اتمهاي اورانيوم و پلوتونيم توسط نوترونها شکافته مي شوند و انرژي آزاد شده گرماي لازم را براي توليد بخار ايجاد کرده و بخار حاصله براي چرخاندن توربينهاي مولد برق بکار گرفته مي شوند.
راکتورهاي اتمي را معمولا برحسب خنک کننده، کند کننده، نوع و درجه غناي سوخت در آن طبقه بندي مي کنند. معروفترين راکتورهاي اتمي، راکتورهايي هستند که از آب سبک به

عنوان خنک کننده و کند کننده و اورانيوم غني شده(۲ تا ۴ درصد اورانيوم ۲۳۵) به عنوان سوخت استفاده مي کنند. اين راکتورها عموما تحت عنوان راکتورهاي آب سبک(LWR ) شناخته مي شوند. راکتورهاي WWER,BWR,PWR از اين دسته اند. نوع ديگر، راکتورهايي هستند که از گاز به عنوان خنک کننده، گرافيت به عنوان کند کننده و اورانيوم طبيعي يا کم غني شده به عنوان سوخت استفاده مي کنند. اين راکتورها به گاز- گرافيت معروفند. راکتورهاي HTGR,AGR,GCR از اين نوع مي باشند. راکتور PHWR راکتوري است که از آب سنگين به عنوان کندکننده و خنک کننده و از اورانيوم طبيعي به عنوان سوخت استفاده مي کند. نوع کانادايي اين راکتور به CANDU موسوم بوده و از کارايي خوبي برخوردار مي باشد. مابقي راکتورها مثل (FBR راکتوري که از مخلوط اورانيوم و پلوتونيوم به عنوان سوخت و سديم مايع به عنوان خنک کننده استفاده کرده و فاقد کند کننده مي باشد) LWGR(راکتوري که از آب سبک به عنوان خنک کننده و از گرافيت به عنوان کند کننده استفاده مي کند) از فراواني کمتري برخوردار مي باشند. در حال حاضر، راکتورهاي PWR و پس از آن به ترتيب PHWR,WWER,BWR فراوانترين راکتورهاي قدرت در حال کار جهان
مي باشند.
به لحاظ تاريخي اولين راکتور اتمي در آمريکا بوسيله شرکت “وستينگهاوس” و به منظور استفاده در زير دريائيها ساخته شد. ساخت اين راکتور پايه اصلي و استخوان بندي تکنولوژي فعلي نيروگاههاي اتميPWR را تشکيل داد. سپس شرکت جنرال الکتريک موفق به ساخت راکتورهايي از نوع BWR گرديد. اما اولين راکتوري که اختصاصا جهت توليد برق طراحي شده، توسط شوروي و در ژوئن ۱۹۵۴در “آبنينسک” نزديک مسکو احداث گرديد که بيشتر جنبه نمايشي داشت، توليد الکتريسيته از راکتورهاي اتمي در مقياس صنعتي در سال ۱۹۵۶ در انگلستان آغاز گرديد. تا سال ۱۹۶۵ روند ساخت نيروگاههاي اتمي از رشد محدودي برخوردار بود اما طي دو دهه ۱۹۶۶ تا ۱۹۸۵ جهش زيادي در ساخت نيروگاههاي اتمي بوجود آمده است. اين جهش طي سالهاي ۱۹۷

۲ تا ۱۹۷۶ که بطور متوسط هر سال ۳۰ نيروگاه شروع به ساخت مي کردند بسيار زياد و قابل توجه است. يک دليل آن شوک نفتي اوايل دهه ۱۹۷۰ مي باشد که کشورهاي مختلف را برآن داشت تا جهت تأمين انرژي مورد نياز خود بطور زايد الوصفي به انرژي هسته اي روي آورند. پ

س از دوره جهش فوق يعني از سال ۱۹۸۶ تاکنون روند ساخت نيروگاهها به شدت کاهش يافته بطوريکه بطور متوسط ساليانه ۴ راکتور اتمي شروع به ساخت مي شوند.
کشورهاي مختلف در توليد برق هسته اي روند گوناگوني داشته اند. به عنوان مثال کشور انگلستان که تا سال ۱۹۶۵ پيشرو در ساخت نيروگاه اتمي بود، پس از آن تاريخ، ساخت نيروگاه اتمي در اين کشور کاهش يافت، اما برعکس در آمريکا به اوج خود رسيد. کشور آمريکا که تا اواخر دهه ۱۹۶۰ تنها ۱۷ نيروگاه اتمي داشت در طول دهه هاي ۱۹۷۰و ۱۹۸۰ بيش از ۹۰ نيروگاه اتمي ديگر ساخت. اين مسئله نشان دهنده افزايش شديد تقاضاي انرژي در آمريکاست. هزينه توليد برق هسته اي در مقايسه با توليد برق از منابع ديگر انرژي در امريکا کاملا قابل رقابت مي باشد. هم اکنون فرانسه با داشتن سهم ۷۵ درصدي برق هسته اي از کل توليد برق خود درصدر کشورهاي جهان قرار دارد. پس از آن به ترتيب ليتواني(۷۳درصد)، بلژيک(۵۷درصد)، بلغارستان و اسلواکي(۴۷درصد) و سوئد (۸/۴۶درصد) مي باشند. آمريکا نيز حدود ۲۰ درصد از توليد برق خود را به برق هسته اي اختصاص داده است.
گرچه ساخت نيروگاههاي هسته اي و توليد برق هسته اي در جهان از رشد انفجاري اواخر دهه ۱۹۶۰ تا اواسط ۱۹۸۰ برخوردار نيست اما کشورهاي مختلف همچنان درصدد تأمين انرژي مورد نياز خود از طريق انرژي هسته اي مي باشند. طبق
پيش بيني هاي به عمل آمده روند استفاده از برق هسته اي تا دهه هاي آينده همچنان روند صعودي خواهد داشت. در اين زمينه، منطقه آسيا و اروپاي شرقي به ترتيب مناطق اصلي جهان در ساخت نيروگاه هسته اي خواهند بود. در اين راستا، ژاپن با ساخت نيروگاههاي اتمي با ظرفيت بيش از ۲۵۰۰۰ مگا وات درصدر کشورها قرار دارد. پس از آن چين، کره جنوبي، قزاقستان، روماني، هند و روسيه جاي دارند. استفاده از انرژي هسته اي در کشورهاي کاندا، آرژانتين، فرانسه، آلمان، آفريقاي جنوبي، سوئيس و آمريکا تقريبا روند ثابتي را طي دو دهه آينده طي خواهد کرد.
۵- چرخه سوخت هسته اي
اورانيوم متداولترين سوخت براي راکتورهاي هسته اي است. در مقايسه با اورانيوم، کاربرد توريوم و پلوتونيوم خيلي محدودتر است. اورانيوم را مي توان به صورت خالص يعني اورانيوم فلزي يا به صورت ترکيب مثل اکسيد اورانيوم(UO2) و يا کربوراورانيوم(CU) بکار برد، اما اکسيد اورانيوم متداولترين ماده براي سوخت راکتورهاي تجاري است. اورانيوم به طور طبيعي به شکل مخلوطي از اکسيدهاي مختلف است که به طور وسيعي در پوسته زمين به صورتهاي پراکنده يافت مي شود. غلظت اورانيوم در پوسته زمين حدود ۲ppm است که نشاندهنده فراواني آن حتي بيشتر از عناصري مثل جيوه و نقره مي باشد.
براي استفاده از اورانيوم به عنوان سوخت، ابتدا بايد آنرا از سنگهاي معدني استخراج و جداسازي نمود (مرحله فراوري سنگ معدن اورانيوم). سپس با تبديل و غني سازي ، آنرا آما

ده براي تهيه سوخت کرد(مرحله تبديل و غني سازي اورانيوم). پس از آن با روشهاي شيميايي و فيزيکي مختلف به توليد سوخت هسته اي مناسب مبادرت نمود(مرحله توليد سوخت هسته اي) و نهايتا پس از استفاده سوخت در راکتوراتمي به بازفرآوري سوخت مصرف شده و جداسازي اورانيوم، پلوتونيوم و محصولات شکاف ديگر پرداخت(مرحله بازفرآوري). به مجموعه اين فرايندها، چرخه سوخت هسته اي گفته مي شود. بعبارت بهتر، به مجموعه فرايندها و مراحل توليد سوخت هسته اي تا مصرف و سپس بازفرآوري آن چرخه سوخت هسته اي مي گويند. لفظ چرخه بدان جهت بکار مي رود که عناصر شکاف پذير پس از مصرف در راکتورهاي هسته اي تحت بازفرآوري قرار گرفته و مجددا براي مصرف آماده مي گردند. مراحل مختلف چرخه سوخت هسته اي عبارتند از:
۱- فراوري سنگ معدن اورانيوم
۲- تبديل و غني سازي اورانيوم
۳- توليد سوخت هسته اي
۴- بازفرآوري
هم اکنون به لحاظ صنعتي، کشورهاي فرانسه، ژاپن، روسيه، آمريکا و انگلستان داراي تمامي مراحل تکنولوژي فراوري اورانيوم در تمامي مراحل چرخه سوخت هسته اي در اشل صنعتي مي باشند. چنانچه اشل غيرصنعتي منظور گردد، کشورهاي ديگري مثل هند نيز به ليست فوق اضافه خواهند شد. کشورهاي کانادا و فرانسه در مجموع داراي بزرگترين کارخانه هاي تبديل اورانيوم هستند که محصولات آنها شامل UO3,UO2,UF6 مي باشند، پس از آنها به ترتيب کشورهاي امريکا، روسيه و انگلستان قرار دارند. در زمينه غني سازي، بي ترديد امريکا و روسيه داراي بزرگترين شبکه غني سازي جهان مي باشند. در اشل صنعتي اين دو کشور کار غني سازي را از سال ۱۹۴۵ در امريکا و ۱۹۴۹ در شوروي آغاز نموده اند. پس از آنها، به ترتيب فرانسه، هلند و انگلستان بيشترين غني سازي را انجام مي دهند. درحال حاضر، امريکا بزرگترين توليد کننده سوخت هسته اي در جهان است که تمامي سوخت آن جهت استفاده در نيروگاههاي BWR,PWR مي باشد. پس از امريکا، کانادا توليد کننده اصلي سوخت هسته اي در جهان(براي راکتورهاي PHWR) مي باشد. به نظر مي رسد کشور کانادا از پرسابقه ترين کشورها جهت توليد سوخت هسته اي است که فعاليت خود را در اين زمينه از سال ۱۹۵۶ آغاز نموده است. پس از امريکا و کانادا، کشورهاي انگلستان، روسيه ، ژاپن، فرانسه، آلمان، هند، کره جنوبي و سوئد توليد کنندگان اصلي سوخت هسته اي مي باشند. در زمينه بازفرآوري سوخت مصرف شده، امريکا بيشترين سهم بازفراوري سوخت هسته اي را در جهان داراست. پس از آن فرانسه، انگلستان، روسيه، هند و ژاپن قرار دارند. درحال حاضر بين کشورهاي جهان سوم، هندوستان پيشرفته ترين کشور در زمينه دانش فني چرخه سوخت هسته اي مي باشد.
۶- ديدگاههاي اقتصادي و زيست محيطي برق هسته اي
جمهوري اسلامي ايران در فرايند توسعه پايدار خود به تکنولوژي هسته اي چه از لحاظ تأمين نيرو و ايجاد جايگزيني مناسب در عرصه انرژي و چه از نظر ديگر بهره برداريهاي صلح آميز آن در زمينه هاي صنعت، کشاورزي، پزشکي و خدمات نياز مبرم دارد که تحقق اين رسالت مهم به

عهده سازمان انرژي اتمي ايران مي باشد، بديهي است در زمينه کاربرد انرژي هسته اي به منظور تأمين قسمتي از برق مورد نياز کشور قيود و فاکتورهاي بسيار مهمي از جمله مسايل اقتصادي و زيست محيطي مطرح مي گردند.
۱-۶) ديدگاه اقتصادي استفاده از برق هسته اي
امروزه کشورهاي بسياري بويژه کشورهاي اروپايي سهم قابل توجهي از برق مورد نياز خود را از انرژي هسته اي تأمين مي نمايند. بطوريکه آمار نشان مي دهد از مجموع نيروگاههاي هسته اي نصب شده جهت تأمين برق در جهان به ترتيب ۳۵ درصد به اروپاي غربي، ۳۳ درصد به آمريکاي شمالي، ۵/۱۶ درصد به خاور دور، ۱۳ درصد به اروپاي شرقي و نهايتا فقط ۷۴/۰ درصد به آسياي ميانه اختصاص دارد. بدون شک در توجيه ضرورت ايجاد تنوع در سيستم عرضه انرژي کشورهاي مذکور، انرژي هسته اي به عنوان يک گزينه مطمئن اقتصادي مطرح است. بنابراين ابعاد اقتصادي جايگزيني نيروگاههاي هسته اي با توجه به تحليل هزينه توليد(قيمت تمام شده) برق در سيستمهاي مختلف نيرو قابل تأمل و بررسي است. از اينرو در اغلب کشورها، نيروگاههاي هسته اي با عملکرد مناسب اقتصادي خود از هر لحاظ با نيروگاههاي سوخت فسيلي قابل رقابت
مي باشند.
بهرحال طي چند دهه گذشته کاهش قيمت سوختهاي فسيلي در بازارهاي جهاني، سبب افزايش هزينه هاي ساخت نيروگاههاي هسته اي به دليل تشديد مقررات و ضوابط ايمني، طولاني تر شدن مدت ساخت و بالاخره باعث ايجاد مشکلات تأمين مالي لازم و بالا رفتن قيمت تمام شده هر واحد الکتريسيته در اين نيروگاهها شده است. از يک طرف مشاهده ميشود که طي اين مدت حدود ۴۰ درصد از هزينه هاي چرخه سوخت هسته اي کاهش يافته است و از سويي ديگر با توجه به پيشرفتهاي فني و تکنولوژي حاصل از طرحهاي استاندارد و برنامه ريزيهاي دقيق بمنظور تأمين سرمايه اوليه مورد نياز مطمئن و به هنگام احداث چند واحد در يک سايت براي صرفه جوئيهاي ناشي از مقياس مربوط به تأسيسات و تسهيلات مشترک مورد نياز در هر نيروگاه، همچنان مزيت نيروگاههاي اتمي از ديدگاه اقتصادي نسبت به نيروگاههاي با سوخت فسيلي در اغلب کشورها حفظ شده است.
ساير ديدگاههاي اقتصادي در مورد آينده انرژي هسته اي حاکي از آن است که براساس تحليل سطح تقاضا و منابع عرضه انرژي در جهان، توجه به توسعه تکنولوژيهاي موجود و حقايقي نظير روند تهي شدن منابع فسيلي در دهه هاي آينده، مزيتهاي زيست محيطي انرژي اتمي و همچنين استناد به آمار و عملکرد اقتصادي و ضريب بالاي ايمني نيروگاههاي هسته اي، مضرات کمتر چرخه سوخت هسته اي نسبت به ساير گزينه هاي سوخت و پيشرفتهاي حاصله در زمينه نيروگاههاي زاينده و مهار انرژي گداخت هسته اي در طول نيم قرن آينده، بدون ترديد انرژي هسته اي يکي از حاملهاي قابل دسترس و مطمئن انرژي جهان در هزاره سوم ميلادي به شمار مي رود. در اين راستا شوراي جهاني انرژي تا سال ۲۰۲۰ ميلادي ميزان افزايش عرضه انرژي هسته اي را نسبت به سطح فعلي حدود ۲ برابر پيش بيني مي نمايد. با توجه به شرايط موجود چن

انچه از لحاظ اقتصادي هزينه هاي فرصتي فروش نفت و گاز را با قيمتهاي متعارف بين المللي در محاسبات هزينه توليد(قيمت تمام شده) براي هر کيلووات برق توليدي منظور نمائيم و همچنين تورم و افزايش احتمالي قيمتهاي اين حاملها(بويژه طي مدت اخير) را براساس روند تدريجي به اتمام رسيدن منابع ذخاير نفت و گاز جهاني مدنظر قرار دهيم، يقينا در بين گزينه هاي انرژي موجود در جمهوري اسلامي ايران، استفاده از حامل انرژي هسته اي نزديکترين فاصله ممکن را با قيمت تمام

شده برق در نيروگاههاي فسيلي خواهد داشت.
۲-۶ ) ديدگاه زيست محيطي استفاده از برق هسته اي
افزايش روند روزافزون مصرف سوختهاي فسيلي طي دو دهه اخير و ايجاد انواع آلاينده هاي

خطرناک و سمي و انتشار آن در محيط زيست انسان، نگرانيهاي جدي و مهمي براي بشر در حال و آينده به دنبال دارد. بديهي است که اين روند به دليل اثرات مخرب و مرگبار آن در آينده تداوم چنداني نخواهد داشت. از اينرو به جهت افزايش خطرات و نگرانيها تدريجي در مورد اثرات مخرب انتشار گازهاي گلخانه اي ناشي از کاربرد فرايند انرژيهاي فسيلي، واضح است که از کاربرد انرژي هسته اي بعنوان يکي از رهيافتهاي زيست محيطي براي مقابله با افزايش دماي کره زمين و کاهش آلودگي محيط زيست ياد مي شود. همچنانکه آمار نشان مي دهد، در حال حاضر نيروگاههاي هسته اي جهان با ظرفيت نصب شده فعلي توانسته اند سالانه از انتشار ۸ درصد از گازهاي دي اکسيد کربن در فضا جلوگيري کنند که در اين راستا تقريبا مشابه نقش نيروگاههاي آبي عمل
کرده اند.
چنانچه ظرفيتهاي در دست بهره برداري فعلي توليد برق نيروگاههاي هسته اي، از طريق نيروگاههاي با خوراک ذغال سنگ تأمين مي شد، سالانه بالغ بر ۱۸۰۰ ميليون تن دي اکسيد کربن، چندين ميليون تن گازهاي خطرناک دي اکسيد گوگرد و نيتروژن، حدود ۷۰ ميليون تن خاکستر و معادل ۹۰ هزار تن فلزات سنگين در فضا و محيط زيست انسان منتشر مي شد که مضرات آن غيرقابل انکار است. لذا در صورت رفع موانع و مسايل سياسي مربوط به گسترش انرژي هسته اي در جهان بويژه در کشورهاي در حال توسعه و جهان سوم، اين انرژي در دهه هاي آينده نقش مهمي در کاهش آلودگي و انتشار گازهاي گلخانه اي ايفا خواهد نمود.
درحاليکه آلودگيهاي ناشي از نيروگاههاي فسيلي سبب وقوع حوادث و مشکلات بسيار زياد بر محيط زيست و انسانها مي شود، سوخت هسته اي گازهاي سمي و مضر توليد نمي کند و مشکل زباله هاي اتمي نيز تا حد قابل قبولي رفع شده است، چرا که در مورد مسايل پسمانداري با توجه به کم بودن حجم زباله هاي هسته اي و پيشرفتهاي علوم هسته اي بدست آمده در اين زمينه در دفن نهايي اين زباله ها در صخره هاي عميق زيرزميني با توجه به حفاظت و استتار ايمني

کامل، مشکلات موجود تا حدود زيادي از نظر فني حل شده است و طبيعتا در مورد کشور ما نيز تا زمان لازم براي دفع نهايي پسمانهاي هسته اي، مسائل اجتماعي باقيمانده از نظر تکنولوژيکي کاملا مرتفع خواهد شد.