آشنایی با انرژی هسته‌ای و کاربرد آن در زندگی انسان

انرژی‌های تجدید پذیر یکی از راه‌های حذف سلامت زمین و بقا بشر هستند. در این بین انرژی هسته‌ای جایگاه ویژه‌ای در بین این انرژی‌ها دارد.

آشنایی با انرژی هسته‌ای و کاربرد آن در زندگی انسان
انرژی هسته‌ای چیست؟

امروزه انرژی یکی از مهم ترین مسائل جهانی می‌باشد که توجه بسیاری را به خود جلب کرده است. بسیاری دانشمندان و محققان در زمینه انرژی به این نتیجه رسیده اند که سوخت های فسیلی مانند گذشته قابل استفاده نیستند و بشر باید خود را ملزم به جایگزینی انرژی های پاک کند. بر عکس سوخت های فسیلی انرژی های پاک از تنوع بسیار بالایی برخوردار می‌باشند که می‌توان به انرژی هسته ای، انرژی خورشیدی، انرژی باد و بسیاری انرژی های دیگر که تجدید پذیر می‌باشند و آلاینده های مضر و آسیب زننده تولید نمی‌کنند. انرژی هسته ای یکی از انواع انرژی های تجدید پذیر می‌باشد که صرفه ی آن نسبت به سایر انرژی های تجدید پذیر قابل توجه می‌باشد و البته که این قدرت انرژی خطرات زیادی را نیز به همراه دارد. از یک ذره کوچک اتمی می‌توان میزان قابل توجهی انرژی مصرفی تولید کرد اما این عملیات بسیار سخت، پر هزینه، خطرناک و زمان بر می باشد. اگر بخواهیم انرژی هسته ای را خیلی ساده بیان کنیم؛ به انرژی موجود در یک اتم انرژی هسته ای اطلاق می‌شود.

انرژی هسته ای چیست و چه کاربردی دارد؟

انرژی اتمی یا انرژی هسته ای به نتیجه فرآیندی گفته می شود که از فرآیندهای حرارت زای انرژی هسته ای تولید گرما و الکتریسیته می کند. انرژی هسته ای از شکافتن یک اتم حاصل می‌شود که هر اتم دارای مقدار بسیار زیادی انرژی می باشد که همین قدرت و انرژی باعث نگهداشتن اجزای یک اتم در کنار یکدیگر می‌شود. میزان قدرت و نیروی انرژی هسته ای به طرز باورنکردنی زیاد می‌باشد به طوریکه انرژی که از شکافتن یک اتم کوچک حاصل می‌شود برابر با سوزاندن چندین تن نفت و سوخت های فسیلی می‌باشد. که باید در نظر داشت که سوزاندن سوخت های فسیلی مشکلات محیط زیستی بسیاری را به همراه خواهد داشت.

انرژی هسته ای اگرچه در دسته انرژی های تجدید پذیر قرار می‌گیرد اما بسیاری از دانشمندان و محققان بر سر دسته بندی آن در گروه انرژی های پاک به توافق نرسیده اند. عده ای از فعالان صنعت انرژی معتقدند که انرژی هسته ای از جمله انرژی های امن و پایدار می باشد که تولیدات کربنی را به صفر کاهش خواهد داد و هیچ آسیبی به انسان و طبیعت نخواهد رساند. البته در مورد این موضوع که انرژی هسته ای آلاینده های کربنی تولید نمی‌کند تمامی دانشمندان و فعالان صنعت انرژی اتفاق نظر دارند.

اما موضوع اصلی ذات انرژی هسته ای می‌باشد چرا که تنها راهی که منجر به نابودی انسان و محیط زیست می‌شود؛ تولیدات کربنی نخواهد بود. عده‌ی کثیری از دانشمندان بر این باورند که انرژی هسته ای با توجه به قدرت انرژی بالایی که دارد به راحتی می‌تواند باعث تخریب محیط زیست و نابودی انسان ها شود. اما چیزی که مسئله اصلی بسیاری از صنعتگران می‌باشد؛ کاهش تولید کربن می‌باشد که فعالیت های صنعتی که بشر در پیش گرفته منبع اصلی این معضل می‌باشد. در این مسئله که انرژی هسته ای کربن تولید نمی‌کند همگی اتفاق نظر داریم اما آیا سایر جنبه های آن آسیب رسان نخواهد بود؟ آیا حجم زیاد انرژی و قدرت نهفته در یک ذره کوچک که با چشم غیر مسلح قابل مشاهده نیست نگران کننده نخواهد بود؟ آیا انرژی هسته ای با توجه به وجود انسان های سود جو به یک سلاح کشتار جمعی تبدیل نخواهد شد؟

تاریخچه انرژی هسته ای

شاید بسیاری از ما اینطور فکر کنیم که انرژی هسته ای یک مسئله نوظهور می‌باشد و شاید کمتر از 20 یا 30 سال باشد که دانشمندان و سیاستمداران بر استفاده از انرژی هسته ای تاکیید دارند. اما انرژی هسته ای که حاصل از علوم فیزیک و بیو شیمی می‌باشد بیش از یک قرن قدمت دارد. در سال 1879 توسط عملیات یونیزاسیون نوعی گاز از طریق تخلیه الکتریکی به وسیله کراکس صورت گرفت و در همان سال 1879 توسط تامسون؛ الکترون به عنوان ذره دارای الکتریسیته معرفی شد.

در سال 1895 رونتگن موفق به کشف پرتو ایکس شد و بکرل در سال 1896 پرتوهای جدیدی که امروزه به پرتوهای لاندا میشناسیم را کشف کرد که در نهایت منجر به پیدا کردن اورانیوم و پدیده پرتوزایی شد.

در سال 1905 نیز انیشتین بر روی جرم و سرعت ماده آزمایشات فراوانی انجام داد و توانست نظریات و معادله خود را در مورد انرژی های نهفته در ماده ارائه دهد. در اوایل قرن بیستم این آزمایشات ادامه یافت و دانشمندان بسیاری مانند رادرفورد، بور، چادویک و بسیاری دیگر این آزمایشات و مطالعات را ادامه داده و در نهایت در سال 1932 اولین دستگاه توسعه دهنده برای مطالعه واکنش های هسته ای توسط لارنس ساخته شد.

کاربردهای مختلف انرژی هسته ای در مشاغل مختلف

بسیاری از افراد تصورشان از انرژی هسته ای یک سلاح کشتار جمعی می‌باشد که در جنگ جهانی دوم منجر به فجایع عظیم انسانی شد. البته این تصور اشتباه و غلط نمی‌باشد اما تمامی چیزهایی که در جهان وجود دارد دارای دو جنبه مثبت و منفی می باشند که انرژی هسته ای از آن مستثنی نخواهد بود.

در این بخش قصد داریم از مقاصد صلح آمیز انرژی هسته ای صحبت کنیم؛ کاربرد انرژی هسته ای در مشاغلی مانند مهندسی و تکنولوژی و پزشکی کاملا مشهود می‌باشد و مشاغل بسیاری در زمینه های نامبرده وجود دارد که نیازمند دانش هسته ای می‌باشد.

یکی از مشاغل معروف که شاید اسم آن را زیاد شنیده باشید مهندسی هسته ای می‌باشد که در کشورهای پیشرفته ای مانند آمریکا از پر درآمد ترین مشاغل می‌باشد. مهندسی هسته ای مانند هر گرایش دیگری در رشته مهندسی در زمینه های مختلفی می‌تواند فعالیت کند که از جمله آن ها می‌توان به حوزه پزشکی هسته ای، صنعت کشاورزی، حوزه های دانشگاهی، حوزه های نظامی و دفاعی مانند ساخت موشک های هسته ای و صنعت هایی مانند تولید انرژی الکتریسیته اشاره داشت.

یکی از الزامات برای تحصیل در رشته مهندسی هسته ای داشتن قدرت تحلیل بسیار بالا، تسلط به مهارت های کامپیوتری و توانایی درک ریاضیات بالا می‌باشد. اینکه شما با تحصیل در این گرایش مهندسی چه آینده شغلی خواهید داشت کاملا به روحیات شما بستگی دارد شاید اگر به بحث های آکادمیک علاقمند هستید کار کردن در محیط های دانشگاهی و فعالیت های آزمایشگاهی می‌تواند برای شما مناسب باشد و یا اگر به بحث های فنی و کاربردی تر علاقمند هستید؛ کار کردن در نیروگاه ها می‌تواند گزینه‌ی خوبی باشد.

فواید و مضرات انرژی هسته ای

انرژی هسته ای مانند بسیاری از انرژی های تجدیدپذیر و تجدید ناپذیر دارای معایب و محاسنی می‌باشد. اتفاقات هسته ای در مقایسه با سوخت های فسیلی از آلودگی های کمتری برخوردار است. انرژی هسته ای مانند سوخت های فسیلی کربن تولید نمی‌کند، لایه اوزون را از بین نمی‌برد، باعث افزایش گازهای گلخانه ای نمی‌شود و در نتیجه‌ی همه‌ی این ها باعث بارش باران های اسیدی نمی‌شود. انرژی هسته ای را از آن جهت انرژی پاک می‌گویند که هیچ گونه آلودگی کربنی نداشته و اتمسفر را با آلاینده های شیمیایی آلوده نخواهد کرد.

اما انرژی هسته ای در مقابل سایر انرژی های پاک مانند انرژی باد، انرژی خورشیدی، انرژی جزر و مد آب خطرات بیشتری به همراه دارد. اول اینکه انرژی هسته ای را می‌توان در دسته‌ی گران ترین انرژی پاک جایگذاری کرد و استخراج کردن این انرژی از هسته اتم مضرات زیادی را برای متخصصان هسته ای دارد که به این دلیل بعد از مدتی مرخصی اجباری دریافت می‌کنند. انرژی هسته ای به دلیل پرتوهای رادیو اکتیوی که دارد می‌تواند در دراز مدت تاثیرات مخربی بر ژنتیک انسان و جنین مادر بگذارد در حالی که کوچکترین آسیب جدی به محیط زیست نخواهد رساند.

در یک بیان ساده و صریح باید گفت استفاده از انرژی هسته ای مانند تیغ یک شمشیر دو لبه می‌باشد که در عین فوایدی که دارد و تسهیلاتی که برای زندگی ما فراهم می‌کند، می‌تواند کاملا برعکس کشنده و مضر برای سلامتی باشد.

آینده انرژی هسته ای چگونه خواهد بود؟

اینکه آینده انرژی هسته ای چگونه خواهد بود کاملا به آینده زندگی ما بستگی دارد. اما چیزی که مسلم است با حذف انرژی هسته ای و نداشتن جایگزین مناسب برای سوخت های فسیلی معضل تغییرات اقلیمی و گرمایش زمین غیر قابل کنترل و از دست رس انسان کاملا خارج خواهد شد. با توجه به این موضوع باید در آینده تمامی فعالیت هایی که انرژی آن ها از نفت و زغال سنگ تامین می شود باید از الکتریسیته استفاده کنند.

تمامی موارد گفته شده باعث افزایش سرانه مصرف برق در کل جهان خواهد شد و چیزی در حدود 45 درصد افزایش مصرف برق را شاهد خواهیم بود. اگر نتوانیم انرژی هسته ای را به خوبی کنترل کنیم تا از مزایای آن بهره مند شویم؛ هزینه های انرژی در آینده به شدت گران و برای اکثر جوامع غیر قابل مصرف خواهد بود.