نشریه پرواز آذر 91 شماره 32
انرژی هسته‌ای و ماورای آن
چگونگی
در حال حاضر انرژی هسته‌ای حدود 15 درصد انرژی جهان را تأمین می‌کند. این انرژی
ناشی از تغییراتی است که در هسته‌ی اتم‌ها صورت می‌گیرد. به این تغییرات واکنش
هسته‌ای می‌گویند. انرژی هسته‌ای یا اتمی می‌تواند به صورت طبیعی (مانند آنچه که در
خورشید و سایر ستارگان رخ می‌دهد) و همچنین توسط انسان تولید شود.
واکنش هسته‌ای به دو شکل صورت می‌گیرد؛ در یکی هسته‌های بزرگ اتم‌ها شکسته
میشوند(شکافت[1]) و در دیگری هسته‌های کوچک با یکدیگر ترکیب میشوند (ترکیب یا
هم‌جوشی[2]) و در نتیجه‌ی این دو، انرژی هسته‌ای آزاد می‌شود و تا زمان پایدار شدن
اتم ادامه می‌یابد.
در بمب‌های اتمی و رآکتورهای هسته‌ای (جایی که واکنش هسته‌ای درآن انجام می‌شود) از
شکافت هسته‌ای استفاده می‌شود، چرا که هسته‌ی اورانیوم با شلیک نوترون به راحتی
شکسته می‌شود. همچنین با شکسته شدن یک هسته‌ی اورانیوم، تعداد زیادی نوترون آزاد
می‌شود که می‌تواند برای شکستن سایر هسته‌ها بکار رود. به این پدیده «واکنش
زنجیره‌ای» می‌گویند.
در روش دیگر (هم‌جوشی) هسته‌های اتم تنها در گرمای بسیار زیاد با یکدیگر ترکیب
میشوند. در خورشید و ستارگان و بمب هیدروژنی، که قدرتمندترین و مخرب‌ترین اسلحه‌ی
بشر است، هم‌جوشی رخ می‌دهد. گرمای مورد نیاز برای شروع هم‌جوشی به قدری زیاد است
که خود توسط بمب اتمی تولید می‌شود.
موافقین و مخالفین
با توجه به محدود بودن منابع سوخت فسیلی و آلودگی ناشی از آن، جایگزینی این سوخت‌ها
با منابع انرژی دیگر که پاک و تجدیدپذیر باشند اجتناب ناپذیر است. یک تن اورانیوم
می‌تواند انرژی برابر با چندین هزار تن زغال‌سنگ و چندین هزار بشکه نفت تولید کند و
تنها در یک نیروگاه می‌توان مقادیر بسیار زیادی الکتریسیته تولید کرد. انرژی
هسته‌ای همچنین می‌تواند از گرمایش زمین جلوگیری کند و یا حداقل آن را کاهش دهد؛
زیرا تولید گازهای گلخانه‌ای در نیروگاه‌های هسته‌ای بسیار اندک است. این ویژگی‌ها
و مزایا موجب شده است که ایده‌ی تقویت انرژی هسته‌ای در ذهن اکثر سیاستمداران موج
بزند. اما آیا استفاده از این نوع انرژی سراسر فایده است و یا مضراتی نیز به دنبال
دارد؟ در ادامه به این پرسش پاسخ خواهیم داد.
انفجارهای هسته‌ای همراه با تشعشعات رادیواکتیو به سلول‌های بدن آسیب می‌رساند که
می‌تواند حتی کشنده باشد و تأثیرات آن تا سال‌ها بعد از انفجار باقی می‌ماند.
همزمان با فعالیت یک نیروگاه هسته‌ای، ضایعات رادیواکتیو نیز تولید می‌شود. این
ضایعات بسیار خطرناک هستند و باید برای مدت چندین هزار سال تحت نظارت باشند (این
زمان طبق استانداردهای آژانس حفاظت از محیط زیست ایالات متحده ده هزار سال عنوان
شده است).
با وجود استانداردهای ایمنی فراوان، حوادث و پیشامدها همچنان اجتناب‌ناپذیرند. از
لحاظ تکنیکی ساخت نیروگاهی با ایمنی صد درصد غیر ممکن است و همیشه احتمال اندکی
برای وجود خرابی وجود دارد. اگر حادثه‌ای در نیروگاه رخ دهد، عواقب ناشی از آن
شدیداً برای سلامت انسان‌ها و طبیعت مضر است. به عنوان مثال می‌توان به فاجعه‌ی
چرنوبیل در سال 1986 در اوکراین اشاره کرد. در این حادثه که یکی از فجیع‌ترین حوادث
هسته‌ای تا کنون است، یکی از رآکتورها منفجر شد، مقدار زیادی تشعشع رادیواکتیو به
محیط آزاد شد و زندگی میلیون‌ها انسان در روسیه، بلاروس و اوکراین ویران شد.
در سال 2011 نیز فاجعه‌ی نیروگاه فوکوشیما در ژاپن در پی زلزله و سونامی رخ داد؛
زیرا این نیروگاه طوری طراحی نشده بود که در مقابل شدیدترین زلزله‌ی جهان مقاومت
کند.
از سوی دیگر نیروگاه‌های هسته‌ای می‌توانند هدف مورد علاقه‌ی تروریست‌ها باشند. هیچ
نیروگاه اتمی در جهان نیست که بتواند در برابر حمله‌ی 11 سپتامبر نیویورک مقاومت
کند و اگر عمل تروریستی مشابهی انجام شود تأثیرات آن بر کل جهان فاجعه‌آمیز خواهد
بود. نکته‌ی منفی دیگری که در رابطه با انرژی هسته‌ای وجود دارد خطر دستیابی به
سلاح هسته‌ایست؛ چرا که ضایعات رادیواکتیو نیروگاه می‌تواند جهت تولید سلاح مورد
استفاده قرار بگیرد و همچنین اگر یک نیروگاه هسته‌ای طراحی و ساخته شود، می‌توان
روش ساخت آن را به سلاح هسته‌ای تعمیم داد.
اما مهمترین محدودیت در رابطه با این نوع انرژی، منبع تولیدآن یعنی اورانیوم است.
منابع اورانیوم کمیاب و محدود است و در انتظار می‌رود تنها برای بهره‌برداری در صد
سال آینده کافی باشد. بنابراین نمی‌توان انرژی هسته‌ای را در زمره‌ی انرژی‌های
تجدیدپذیر قرار داد. محدودیت دیگر این نوع انرژی گران بودن آن است. برای ساخت یک
نیروگاه هسته‌ای 20-15 سال زمان لازم است و هزینه‌ی ساخت، فعالیت و از کار انداختن
آن بسیار زیاد است.
با در نظر گرفتن ویژگی‌های منفی انرژی هسته‌ای، بسیاری از کشورها تصمیم گرفته‌اند
که استفاده از این انرژی را محدود و یا قطع کنند. کشورهای قاره‌ی اروپا بیش از سایر
نقاط جهان در این راستا گام برداشته‌اند. از میان 440 رآکتور فعال در جهان 197
رآکتور در اروپا قرار دارد و 35 درصد برق این قاره را تأمین می‌کند.
استرالیا به عنوان اولین کشور در سال 1978و به دنبال آن کشورهای سوئد (1980)،
ایتالیا (1987)، بلژیک(1999) و آلمان (2000) شروع به خاموش کردن نیروگاه‌های
هسته‌ای خود کردند و بسیاری از کشورهای اروپایی دیگر در حال مباحثه در این مورد
هستند. بعد از فاجعه‌ی فوکوشیما، آلمان (سومین کشور مصرف کننده‌ی این انرژی در
اروپا) هشت رآکتورش را خاموش کرد و متعهد شده است که تا سال 2022 مابقی آن‌ها را
نیز خاموش کند. این در حالیست که دو کشور فرانسه (بزرگترین مصرف کننده‌ی انرژی
هسته‌ای در اروپا که 76 درصد انرژی‌اش از این راه تامین می‌شود) و کشور اسپانیا
همچنان بر لزوم استفاده از این انرژی تاکید دارند.
در میان سایر قاره‌ها به عنوان نمونه، ژاپن در تلاش است که تا پایان دهه‌ی سوم قرن
حاضر استفاده از این انرژی را متوقف کند و مکزیک ساخت ده رآکتور جدید را در حاشیه
قرار داده است. در حالی که در بسیاری از کشورها نظیر برزیل، ایالات متحده و ترکیه
نیروگاه‌های جدید در حال ساخت هستند.
با توجه به موارد گفته شده و به ویژه خطرات ناشی از انرژی هسته‌ای می‌توان به
دنبال جایگزینی برای آن بود که هم مضرات سوخت‌های فسیلی را نداشته باشد و هم تهدیدی
برای بشریت و محیط زیست به حساب نیاید. به عنوان نمونه می‌توان به انرژی‌های پاک
زیر اشاره کرد:
* انرژی خورشیدی، بهترین جایگزین برای انرژی هسته‌ای است؛ چرا که رایگان، پاک و
خالی از اثرات سوء زیست محیطی است و یک منبع انرژی کاملاً تجدیدپذیر است. کشور
ایران در منطقه‌ای واقع شده که به لحاظ دریافت انرژی خورشیدی در بین نقاط جهان در
بالاترین رده‌ها قرار دارد. اما به علت قیمت نسبتاً پایین سوخت‌های فسیلی استفاده
از تجهیزات خورشیدی چندان مورد توجه قرار نگرفته است.
* انرژی زمین گرمایی،[3]که انرژی حرارتی موجود در پوسته‌ی زمین است، به طرز
چمشگیری گازهای گلخانه‌ای کمتری نسبت به سوخت‌های فسیلی تولید می‌کند و پس از ساخت
نیروگاه، هزینه‌ی تولید الکتریسیته بسیار کمتر است. اما محدودیت آن هزینه‌ی گزاف
ساخت نیروگاه و محدود بودن مناطقی است که این انرژی در آن‌ها قابل دستیابی است.
شایان ذکر است که نباید از انرژی زمین گرمائی بیش از مقدار بازیابی آن بهره‌برداری
کرد تا عواقب زیست محیطی منفی در پی نداشته باشد. مهمترین نگرانی طبیعی که پیرامون
ساخت نیروگاه‌های زمین گرمایی وجود دارد، کاهش پایداری زمین در مناطق اطراف محل
ساخت نیروگاه است. در ایران با مطالعات انجام شده 14 منطقه مستعد تعیین شده که تنها
در یک منطقه بهره‌برداری از این انرژی صورت گرفته است.
*انرژی باد، یکی از موثرترین جایگزین‌ها است. در بسیاری از کشورها مقرون به صرفه
بودن استفاده از این انرژی تأیید شده اما همچنان به یک منبع انرژی پر‌کاربرد تبدیل
نشده است. دلیل این امر شاید این باشد که لازمه‌ی ساخت نیروگاه‌های بادی وجود یک
منطقه‌ی وسیع بدون مانع است و از طرف دیگر توربین‌ها در برابر عوامل محیطی نظیر رعد
و برق و طوفان آسیب‌پذیرند. همچنین میزان انرژی تولیدی به علت متغیر بودن سرعت باد،
ثابت نیست.
نتیجه‌گیری
بنابر آنچه که گفته شد جایگزین‌های انرژی هسته‌ای نیز محدودیت‌های خاص خود را
دارند. عده‌ای از محققان معتقدند در صورتی که بتوان مشکلات ایمنی انرژی هسته‌ای را
حل کرد، تمام نگرانی‌ها در مورد تامین انرژی برطرف خواهد شد. در این راستا اخیراً
تلاش‌هایی در جهت جایگزینی اورانیوم با عنصر توریوم[4]، که بسیار کم خطرتر از
اورانیوم است صورت گرفته، اما این تلاش‌ها در مرحله‌ی مقدماتی قرار دارد. بسیاری از
محققان بر سر این مسئله توافق دارند که نمی‌توان انرژی هسته‌ای را بطور کلی کنار
گذاشت و تنها باید شیوه‌ی استفاده آن‌را تغییر داد. اما عده‌ای دیگر معتقدند که
استفاده از انرژی هسته‌ای تنها جایگزینی یک مشکل با یک مشکل دیگر است. در پایان
باید گفت این نوع انرژی یک منبع بسیار مهم و در عین حال خطرناک است و مسئولیت بسیار
بزرگی بر عهده‌ی کسانی است که در مورد استفاده یا عدم استفاده از آن تصمیم‌گیری
می‌کنند.
منابع:
http://timeforchange.org
http://www.reuters.com
http://www.theeuros.eu
http://en.wikipedia.org
http://www.suna.org.ir
http:www.greenworldinvestor.com
htpp://www.greenpeace.org
[1] -Fission
[2] -Fusion
[3] -Geothermal Energy
[4] -Thorium
