انرژی هسته ای و کاربرد آن در کشاورزی

[masood98]

استفاده از نیروی هسته‌ای از 40 سال پیش آغاز شد و اینک این نیرو همان اندازه از برق جهان را تأمین می‌کند که 40 سال پیش بوسیله تمام منابع انرژی تأمین می‌شد. حدود دو سوم از جمعیت جهان در کشورهایی زندگی می‌کنند که نیروگاههای هسته‌ای آنها در زمینه تولید برق و زیر ساختهای صنعتی نقش مکمل را ایفا می‌کنند. نیمی از مردم جهان در کشورهایی زندگی می‌کنند که نیروگاههای هسته‌ای در آنها در حال برنامه‌ریزی و یا در دست ساخت هستند


به این ترتیب ، توسعه سریع نیروی هسته‌ای جهان مستلزم بروز هیچ تغییر بنیادینی نیست و تنها نیازمند تسریع راهبردهای موجود است. امروزه حدود 440 نیروگاه هسته‌ای در 31 کشور جهان برق تولید می‌کنند. بیش از 15 کشور از مجموع این تعداد در زمینه تأمین برق خود تا 25 درصد یا بیشتر ، متکی به نیروی هسته‌ای هستند. در اروپا و ژاپن سهم نیروی هسته‌ای در تأمین برق بیش از 30 درصد است، در آمریکا نیروی هسته‌ای 20 درصد از برق را تأمین می‌کند. در سرتاسر جهان ، دانشمندان بیش از 50 کشور از حدود 300 راکتور تحقیقاتی استفاده می‌کنند تا: درباره فناوریهای هسته‌ای تحقیق کرده و برای تشخیص بیماری و درمان سرطان ، رادیوایزوتوپ تولید کنند.


همچنین در اقیانوسهای جهان راکتورهای هسته‌ای نیروی محرکه بیش از 400 کشتی را بدون اینکه به خدمه آن و یا محیط زیست آسیبی برسانند، تأمین می‌کنند. دوره پس از جنگ سرد ، فعالیت جدیدی برای حذف مواد هسته‌ای از تسلیحات و تبدیل آن به سوخت هسته‌ای غیر نظامی آغاز شد. انرژی هسته‌ای کاربردهای زیاد در پزشکی در علوم و صنعت و کشاورزی و ... دارد. لازم به ذکر است انرژی هسته‌ای به تمامی انرژیهای دیگر قابل تبدیل است، ولی هیچ انرژی به انرژی هسته‌ای تبدیل نمی‌شود. موارد زیادی از کاربردهای انرژی هسته‌ای در زیر آورده می‌شود.


نیروگاه هسته‌ای


نیروگاه هسته‌ای (Nuclear Power Stotion) یک نیروگاه الکتریکی که از انرژی تولیدی شکست هسته اتم اورانیوم یا پلوتونیم استفاده می‌کند. اولین جایگاه از این نوع در 27 ژوئن سال 1958 در شوروی سابق ساخته شد. که قدرت آن 5000 کیلو وات است. چون شکست سوخت هسته‌ای اساسا گرما تولید می‌کند، از گرمای تولید شده راکتورهای هسته‌ای برای تولید بخار استفاده می‌شود. از بخار تولید شده برای به حرکت در آوردن توربینها و ژنراتورها که نهایتا برای تولید برق استفاده می‌شود.


بمبهای هسته‌ای


این نوع بمبها تا حالا قویترین بمبهای و مخربترینهای جهان محسوب می‌شود. دارندگان این نوع بمبها جزو قدرتهای هسته‌ای جهان محسوب می‌شود.


پیل برق هسته‌ای Nuelear Electric battery


پیل هسته‌ای یا اتمی دستگاه تبدیل کننده انرژی اتمی به جریان برق مستقیم است، ساده‌ترین پیلها) شامل دو صفحه است. یک پخش کننده بتای خالص مثل استرنیوم 90 و یک هادی مثل سیلسیوم.


جریان الکترونهای سریعی که بوسیله استرنیوم منتشر می‌شود ازمیان نیم هادی عبور کرده و در حین عبور تعداد زیادی الکترون اضافی را از نیم هادی جدا می‌کند که در هر حال صدها هزار مرتبه زیادتر از جریان الکتریکی حاصل از ایزوتوپ رادیواکتیو استرنیوم 90 می‌باشد.


کاربردهای پزشکی


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


رادیو گرافی


گاما اسکن


استرلیزه کردن هسته‌ای و میکروب زدایی وسایل پزشکی با پرتو‌های هسته‌ای


رادیو بیولوژی


کاربردهای کشاورزی


تشعشعات هسته‌ای کاربردهای زیادی در کشاورزی دارد که مهمترین آنها عبارتست از:


موتاسیون هسته‌ای ژنها در کشاورزی


کنترل حشرات با تشعشعات هسته‌ای


جلوگیری از جوانه زدن سیب زمینی با اشعه گاما


انبار کردن میوه‌ها


دیرینه شناسی (باستان شناسی) و صخره شناسی (زمین شناسی) که عمر یابی صخره‌ها با C14 در باستان شناسی خیلی مشهور است.


کاربردهای صنعتی


در صنعت کاربردهای زیادی دارد، از جمله مهمترین آنها عبارتند از:


نشت یابی با اشعه


دبی سنجی پرتویی(سنجش شدت تشعشعات ، نور و فیزیک امواج)


سنجش پرتویی میزان سائیدگی قطعات در حین کار


سنجش پرتویی میزان خوردگی قطعات


چگالی سنج موادمعدنی با اشعه


کشف عناصر نایاب در معادن


تا اوایل قرن بیستم تصور می شد تمامی اتم ها پایدار هستند، اما با کشف خاصیت پرتوزایی اورانیوم در سال ۱۸۹۶ مشخص شد که برخی عناصر دارای ایزوتوپ های رادیواکتیو هستند؛ یعنی هسته ی اتم آن ها از خود تشعشع ساطع می کند.


تا اوایل قرن بیستم تصور می شد تمامی اتم ها پایدار هستند، اما با کشف خاصیت پرتوزایی اورانیوم در سال ۱۸۹۶ مشخص شد که برخی عناصر دارای ایزوتوپ های رادیواکتیو هستند؛ یعنی هسته ی اتم آن ها از خود تشعشع ساطع می کند. از زمان کشف مواد رادیواکتیو*، اطلاعات زیادی توسط دانشمندان درباره ی خاصیت رادیواکتیویته، خواص ایزوتوپ ها* و رادیوایزوتوپ ها و استفاده از انرژی حاصله از هسته ی اتم ها در علوم مختلف به دست آمده است. از این انرژی در جنبه های مختلف علوم پزشکی، صنعتی، بهداشت،باستان شناسی، زمین شناسی، کشاورزی و دامپروری استفاده می شود. دانش هسته ای دارای قدرت و وسعت زیاد بوده و هر روز بر دامنه ی استفاده از فناوری هسته ای و به ویژه انرژی هسته ای افزوده می شود. کاربرد بخش های مختلف آن به گونه ای است که اگر کشوری فناوری هسته ای را نهادینه نماید، در بسیاری از حوزه های علمی و صنعتی ارتقا پیدا می کند. در این مقاله به بررسی مختصری درباره ی کاربردهای انرژی هسته ای در علوم مختلف کشاورزی پرداخته می شود.


● ضرورت استفاده از دانش هسته ای در علوم کشاورزی:


امروزه هر کشوری که از لحاظ تولیدات کشاورزی جایگاه مناسبی داشته باشد، در بسیاری از جنبه ها، قدرت و موفقیت بین المللی کسب می کند.


یکی از ارکان توسعه ی اقتصادی در بخش کشاورزی، دانایی محوری و تلاش برای خودکفایی است. دانش هسته ای فرآیند تحقق این اهداف را سرعت می بخشد. با افزایش جمعیت، نیاز به غذا افزایش می¬یابد که باعث تولید بیشتر محصولات کشاورزی می شود؛ در نتیجه منابع آبی به تدریج کاهش و فرسایش خاک افزایش می یابد و در صورت ادامه ی این روند، شاهد نابودی منابع آبی و خاکی کشور خواهیم بود.


از طرفی ما نمی توانیم تولید را به دلیل از دست دادن محیط و تخریب منابع متوقف کنیم؛ بلکه باید بین این دو، رابطه ای برقرار سازیم که در آن روش های تولید و نیز روش های حفاظت منابع آب و خاک در تعادل باشند. یکی از راه های استفاده ی بهینه از منابع آب و خاک و تامین امنیت غذای جامعه ی امروز و نسل آینده، استفاده از فناوری هسته ای می باشد. ایران برای رهایی از اقتصاد تک محصولی و کاهش میزان وابستی به درآمدهای نفتی، مجبور است که با استفاده از فناوری های نوین به توسعه ی هر چه بیشتر کشاورزی به عنوان بخش درآمدزا اقدام کند.


ایران با داشتن زمین های حاصل خیز و چهارفصل آب و هوایی می تواند نه تنها تولید داخلی را تأمین کند، بلکه از صادر کنندگان محصولات کشاورزی در منطقه باشد.


● تکنیک های هسته ای در علوم کشاورزی:


تکنیک های هسته ای در علوم کشاورزی به سه گروه اصلی تقسیم می شوند:


۱) تکنیک پرتوتابی: در این روش از ایزوتوپ های رادیواکتیو با دستگاه اشعه ی X، رآکتورها و شتاب دهنده ها، پرتوهای یون ساز تولید می شود و از آن ها در تحقیقات استفاده می شود. ایجاد موتاسیون در گیاهان، کنترل حشرات از طریق عقیم کردن آن ها، مبارزه با آفات انباری و غیره... جزو این روش های نوین می باشند.


۲) تکنیک ردیابی: در این روش با استفاده از ایزوتوپ های مختلف که رادیواکتیو هستند، تمام مسائل مربوط به حرکت و تجمع کود، آب و عناصر مختلف و نیز جذب آن ها را در گیاه با دقت می توان بررسی کرد. در مورد سموم نیز این کار امکان پذیر است.


۳) تکنیک تجزیه به روش اکتیو کردن: این روش بسیار حساس است و به طور عمده برای تعیین مقادیر بسیار جزئی از عناصر موجود در بافت های گیاهی و حیوانی استفاده می شود. بدین ترتیب که یک نمونه را در رآکتور در معرض تشعشع نوترون های حرارتی قرار می دهند و عناصر موجود در نمونه نوترون را جذب می کنند و رادیواکتیو می شوند. در این حالت می توان عناصر موجود در نمونه را تشخیص داد و اندازه گیری کرد.


● معرفی مرکز تحقیقات کشاورزی هسته ای ایران و فعالیت های آن:


مرکز تحقیقات کشاورزی هسته ای ایران از سال ۱۳۵۶ تاسیس و به فعالیت مشغول شده است. این مرکز در ۴ گروه زیر فعال است:


▪ ژنتیک و اصلاح نباتات


▪ مدیریت آب و خاک و تغذیه ی گیاهی


▪ پرتودهی مواد غذایی و کنترل آفات


▪ بهداشت دام و فرآورده های دامی


اهداف این مرکز عبارتند از:


▪ تولید گونه های مقاوم به آفات و کم آبی و بالابردن تحمل گیاهان در مناطق گرم و خشک


▪ تولید ارقام پرمحصول.


▪ کنترل و نابودی آفات


▪ استفاده ی موثر از منابع آبی


▪ جلوگیری از فسادمحصولات هنگام نگهداری آن ها


▪ اصلاح نباتات با پرتوتابی و ایجاد موتاسیون در آن ها


بخشی از فعالیت های انجام شده در مرکز کشاورزی هسته ای کرج:


▪ استفاده از موتاژن* فیزیکی پرتو گاما در ایجاد تنوع ژنتیکی در گیاه برنج.


▪ استفاده از پرتوتابی به منظور افزایش تنوع ژنتیکی برای ایجاد لینه های مقاوم به خوابیدگی، زودرسی و بیماری بلاست در ارقام برنج.


▪ بررسی موتانت های* خالص سویا.


▪ تهیه ی لاین های پاکوتاه و متحمل به بلاست از بعضی از ارقام پابلند محلی در برنج.


▪ القای موتاسیون در نارنگی به منظور تنوع ژنتیکی در جهت تولید موتانت هایی با صفات کیفی برتر (مانند نارنگی بدون هسته).


▪ استفاده از آب و خاک شور در کشاورزی پایدار با استفاده از فنون هسته ای.


▪ بررسی امکان ایجاد موتاسیون با به کارگیری پرتو گاما برای تولید لاین های مقاوم به بیماری پژمردگی در ارقام نخود ایرانی.


▪ ایجاد لاین های زودرس و مقاوم به ریزش در کنجد.


▪ اثر پرتوی گاما در افزایش تولید جوجه های گوشتی.


▪ استفاده از پرتودهی به منظور جلوگیری از ضایعات محصولات کشاورزی و مواد غذایی اولیه ی تبدیل


● اثر مقادیر مختلف پرتو گاما بر روی رشد و نمو گیاه تك لپه گندم و دو لپه لوبیا


افزایش روز افزون جمعیت بشری یكی از معضلات دنیای متمدن امروزی است كه خود مشكلات جدیدی از جمله كمبود مواد غذایی در اكثر نقاط جهان و بخصوص كشورهای در حال توسعه به همراه داشته است.


در تامین غذا برای چنین جمعیت در حال رشدی، كشت گیاهان زراعتی گندم(گیاه تك لپه) و لوبیا (گیاه دو لپه) به دلیل دارابودن ارزش غذایی بالا اهمیت ویژه أی پید كرده است. در این تحقیق با استفاده از تیمار بذرهای گندم(رقم مهدوی) و لوبیا (رقم لوبیا سفید دانشكده) و مقادیر مختلف پرتو گاما (صفر، ۵۰، ۱۰۰، ۱۵۰، ۲۰۰، ۲۵۰، ۳۰۰، ۳۵۰، ۴۰۰ گری) تغییرات مورفولوژیكی و برخی از پارمترهای رشد (ارتفاع گیاه، سطح برگ، تعداد برگ، وزن تر و خشك اندام هوایی، وزن خاكستر اندام هوایی، مقدار خاكستر اندام هوایی، خاكستر اندام هوایی، مقدار فسفر و پتاسیم گیاه، تعداد سنبله و تعداد دانه در هر گیاه، وزن دانه، درصد جوانه زنی و رشد بذر) مطالعه گردید. برای هر تیمار مذكور سه تكرار در نظر گرفته شد و در هر تكرار(هرگلدان) پانزده بذر كاشته شد. قبل از اعمال هر تیمار بذرها به دو گروه خشك و مرطوب تقسیم بندی شدند. میزان رطوبت در بذرهای گندم بین ۱۴-۱۲ درصد و در لوبیا بین ۵/۱۳-۱۳ درصد در نظر گرفته شد. شرایط كاشت و آبیاری در هر یك از ارقام مورد آزمایش یكسان در نظر گرفته شد.


پس از رشد گیاهان نسل والد و تولید خوشه (در گندم) و لگوم(در لوبیا) بذرهای حاصل از آنها بدون اینكه عملیات پرتوتابی راپشت سر بگذارند، در شرایطی همانند والدین كاشته شدند. در گیاهان نسل M۱ نیز تغییرات مورفولوژیكی و برخی از پارامترهای رشد بررسی گردید.


در تمام صفات مورد مطالعه با افزایش مقدار پر تو، پارامترهای رشد كاهش می یابد. به نظر می رسد كه در مقادیر بالا پرتو شدت نقص های كروموزومی و فیزیولوژیكی بیشتر شده باشد. از جمله تغییرات مورفولوژیكی در گندم باریك شدن برگها و كوتاه شدن میانگره ها رامی توان ذكر كرد كه در مقادیر ۱۵۰ و ۳۰۰ گری پرتو گاما در نسلهای M و M۱مشاهده می شود. این تغییرات در گیاهان حاصل از بذرهای مرطوب لوبیا به صورت تقسیم لپه به سه یا چهار قسمت با اندازه نامساوی، تغییر شكل برگی، رشد نامتعادل پهنك و كلروز برگی در مقادیر ۲۵۰ تا ۳۰۰ گری در گیاهان حاصل از بذرهای خشك در مقادیر ۵۰ گری پرتو گاما نمایان است.


مطالعه پارامترهای رشد در گیاهان نسل M گندم و لوبیا نشان می دهد كه مقادیر ۱۰۰ و ۱۵۰ گری پرتو گاما موجب افزایش عملكرد گیاه می گردد. مطالعه پارامترهای رشد در گیاهان M۱ و مقایسه آن با نسل M نشان داد كه از نظر درصد رشد، سطح برگ، تعداد برگ تفاوتی بین نسلها وجود ندارد. در حالیكه ارتفاع گیاهان حاصل از بذرهای مرطوب در نسل M در مقادیر بالاتر از ۱۵۰ گری و در نسل M۱ در مقادیر بالاتر از ۲۰۰ گری كاهش معنی داری راو نسبت به شاهد نشان می دهد. همچنین وزن تر اندام هوایی در گیاهان حاصل از بذرهای مرطوب در نسل M در مقادیر ۲۰۰ گری و در نسل M۱در مقادیر ۱۰۰ و ۲۰۰ گری افزایش معنی داری در مقایسه با شاهد نشان می دهد.


وزن خشك اندام هوایی در گیاهان نسل M۱ در مقایسه با نسل M كاهش داشت ولی در مقدار ۳۰۰ گری پرتو گاما استثنائاً افزایش چشمگیری رانشان داد . به نظر می رسد كه وقوع موتاسیون چنین تغییری راموجب شده است. البته اثبات صحت و یا سقم فرضیه فوق نیاز به مطالعات بیشتر در نسلهای بعدی دارد، مقایسه نتایج حاصل از گیاهان نسل M و M۱ لوبیا نشان می دهد كه در دو نسل درصد رشد، سطح برگ، ارتفاع گیاه و وزن خشك از یك روند مشابهی تبعیت می كند. در گیاهان نسل M وزن تر اندام هوایی در مقادیر بالاتر از ۱۵۰ گری كاهش معنی داری در مقایسه با شاهد دارد در حالیكه در مقادیر ۵۰ تا ۱۵۰ گری تعداد برگ نسبت به شاهد افزایش معنی داری رادارد.


در حالیكه در نسل M۱ وزن تر اندام هوایی در مقادیر بالاتر از ۱۰۰ گری كاهش معنی داری نسبت به شاهد داشته در حالیكه تعداد برگ در مقدار مذكور افزایش معنی داری رادر مقایسه با شاهد

 

[رامین قاسم نتاج]

مواردي از اهميت و جايگاه استفاده از انرژي هسته اي و كاربرد آن در بخش كشاورزي...

مواردي از اهميت و جايگاه استفاده از انرژي هسته اي و كاربرد آن در بخش كشاورزي...

​

​

​

وقتي راجع به انرژي هسته اي صحبت مي شود به ناگاه فكر ها معطوف به اتم ، جنگ و در گيري و استفاده هاي غير متعارف از آن در زمينه هاي مختلف مي شود و كمتر به اثرات و ثمرات آن در بخش هاي گوناگون خصوصاً بخش كشاورزي گفتگو مي شود .در خبر گزاري فارس به نقل از معاون بين الملل و برنامه ريزي سازمان انرژي اتمي با اشاره به كاربردهاي فراوان انرژي هسته‌اي در بخش كشاورزي اعلام شده است كه استفاده از انرژي هسته‌اي در بخش كشاورزي را به طور جدي در برنامه پنجم توسعه پيگيري مي‌كنيم.


* در زير سخنان آقاي مسعود اخوان فرد كه در خبر گزاري فارس در مورخ 89/10/28 انجام شده است آمده است :
مسعود اخوان فرد در گفت وگو با خبرنگار اقتصادي خبرگزاري فارس در پاسخ به اين سوال كه انرژي هسته‌اي در بخش كشاورزي چه كاربردهايي دارد و چه كارهايي در اين زمينه انجام شده است، اظهار داشت: انرژي هسته‌اي براي اصلاح ارقام جدي پر محصول و مقاوم كاربردهاي فراواني دارد. از اين روش براي كم كردن ضايعات محصولات كشاورزي استفاده مي‌شود و جزو سياست كشور است كه كاربردهاي انرژي هسته‌اي در بخش كشاورزي را گسترش دهد. معاون بين‌الملل و برنامه‌ريزي سازمان انرژي اتمي گفت: هم اكنون از انرژي هسته‌اي در نگهداري طولاني مدت محصولات كشاورزي در انبارها استفاده مي‌شود كه به صورت قابل توجهي جلوي ضايعات محصولات كشاورزي را گرفته است و به همين دليل است كه معمولا شاهد ميوه‌هاي تازه و شاداب در بازار هستيم . اخوان فرد گفت: هم اكنون با استفاده از انرژي هسته‌اي ارقام برنج‌هاي زودرس پرمحصول و با قدرت انبارداري زياد اصلاح شده كه نتيجه آن افزايش عملكرد در واحد سطح و كاهش ضايعات است و اين ارقام در برخي استان‌هاي كشور استفاده مي‌شود. وي افزود: در مورد گندم نيز با استفاده از اين فناوري ارقام ساقه كوتاه بذوري پرمحصول، مقاوم به ورس و داراي قدرت انبارداري بالا توليد شده است.

اخوان فرد گفت: انرژي هسته‌اي و پرتوافكني اشعه گاما امكان اصلاح ژنتيك را آسان تر و مؤثرتر مي‌كند و جلوي فساد و ضايعات محصولات را مي‌گيرد. همچنين از انرژي هسته‌اي براي مقابله با آفات و بيماري ها نيز استفاده مي‌شود و باتوجه به اينكه بيماري ها و آفات، سالانه ميزان قابل توجهي از محصولات را از بين مي‌برد، استفاده از اين فناوري مي‌تواند مفيد باشد. وي افزود: كاربردهاي انرژي هسته‌اي به ويژه در بخش كشاورزي آنقدر زياد است كه صحبت درباره سلاح اتمي را كمرنگ مي‌كند . لازم به ذکر است همه موارد گفته شده هم اكنون در كشور استفاده مي‌شود و پژوهشكده‌اي در كرج، كاربردهاي انرژي اتمي در بخش كشاورزي را پيگيري مي‌كند.

معاون بين‌الملل و برنامه‌ريزي سازمان انرژي اتمي درباره هدفگذاري براي استفاده از انرژي هسته‌اي در كشاورزي گفت: طي برنامه هاي پنج ساله استفاده از انرژي هسته اي را با جديت دنبال مي‌كنيم و كشاورزي را به عنوان يك محور براي استفاده از كاربردهاي انرژي هسته‌اي تعريف كرده‌ايم. در نهايت اهميت و جايگاه انرژي هسته در اين بخش به حدي از ارزش برخوردار است كه فائو در بهره گيري از فناوري هسته اي در كشاورزي تأكيد زيادي دارد، به نحوي كه دانش هسته اي را در اين بخش موجب افزايش امنيت غذايي عنوان كرد ه است.


در همين راستا به خبر زير توجه فرماييد:
به گزارش خبرگزاري فارس به نقل از روابط عمومي وزارت جهاد كشاورزي، سازمان خواروبار جهاني(فائو) با توجه به برنامه مشترك اين سازمان با آژانس بين المللي انرژي اتمي در خصوص استفاده از فناوري هسته اي در كشاورزي، در ابتكاري جديد جمعي از سفرا و نمايندگان كشورهاي عضو اين سازمان را دعوت كرد. در اين دعوت، بازديد از آخرين دستاوردهاي هسته اي در مقر آژانس انرژي اتمي در وين جزو برنامه بود تا كشورها را براي استفاده هر چه بيشتر از اين فناوري و براي كمك به تحقق امنيت جهاني غذا تشویق کنند. " جواد توكليان " سفير و نماينده دائم جمهوري اسلامي ايران در فائو كه يكي از اين دعوت شدگان بود،گفت: در اين بازديد توانستيم با آخرين تكنيك هاي مربوط به استفاده از فناوري هسته اي در بخش كشاورزي مانند پرتودهي به منظور كاهش ضايعات كشاورزي و كنترل علف هاي هرز، استفاده از اين فناوري در مديريت آب و خاك و تغذيه گياهي و استفاده از تكنيكهاي هسته اي در تهيه واكسن هاي دامي آشنا شويم. توكليان افزود: همچنين در اين بازديد مسئولان سازمان انرژي هسته‌اي در وين، با آخرين فعاليت هاي جمهوري اسلامي ايران در زمينه استفاده از انرژي صلح آميز هسته اي در بخش كشاورزي آشنا شدند.
فائو اعلام كرد:استفاده از دانش هسته اي در كشاورزي موجب پاكي محصول و كاهش مصرف سموم و افات مي شود

​

علي اكبر پورباقر مهنه : كارشناس تشكلهاي كشاورزي مديريت هماهنگي ترويج كشاورزي
=========================================================================


کاربرد انرژي هسته اي درکشاورزي



تکنیک های هسته ای در کنارسایر روش های شیمیایی که درکشاورزی استفاده می شود ابزاری برای بهبود سطح کشاورزی است، امروزه ازعلوم و فنون هسته ای درکشاورزی به عنوان یک وسیله کمکی درکنارسایر روش های کلاسیک استفاده می شود .اولین پایه های تحقیقات کشاورزی هسته ای درایران درسال1356گذاشته شد و به تدریج و با جذب نیروهای متخصص این رشته توسعه یافت وازکشورهایی که کاربرد رادیوایزوتوپها را برای اولین باردرکشاورزی تجربه کردند، ژاپن وآلمان بود که درحال حاضردراین بخش پیشروهستند، کشورهایی مثل هند، پاکستان وچین درآسیا خیلی زودتراز ما فعالیت هایشان را دراین خصوص شروع کردند.ایران به خاطر مواجه شدن با انقلاب اسلامی وسپس جنگ نتوانست فعالیت های خودرا در مقطعی توسعه دهد.
ایران درزمینه فعالیت های کشاورزی درمقایسه با کشورهای هندوپاکستان ، همانند دونده ای است که با موانع بیشتری برای رسیدن به جایگاه مطلوب مواجه بود.،لذا درمقطعی حرکت اش بسیارکند شد. درحال حاضرسه مرکزمجزا درپاکستان به کشاورزی هسته ای می پردازند درحالی که درایران درطی سی سال گذشته ، فقط یک مرکز(کرج) وجوددارد. به کارگیری موادهسته ای درتحقیقات کشاورزی امکان ردیابی دقیق تررشد و نمو یا (تغذیه وفیزیولوژی گیاهان) رابه ما می دهد. مشاهده گردیده است که با استفاده ازانرژی هسته ای ، پاکستان وهند برروی پنبه کارکرده اند ورقمی رابه نام (نیاب78) تولیدکرده اند که درحال حاضرپاکستان دراین زمینه به مرز صادرات رسیده است. همچنین برنج رقم(زفو) بیش ازیک میلیون هکتاراز زمین های زیرکشت برنج درچین را به خود اختصاص داده است..سال گذشته ایران توانست به دورقم برنج به نامهای «پویا وتابش» برای اولین باردرکشورکه ازروش موتانت (جهش یافته ) بدست آمده اند، دست پیداکند، این ارقام از گروه طارم وموسی طارم و درگروه برنج صدری هستند که درمقایسه با نمونه های شاهد(قبلی ) دیگرمشکل بلندی قامت وعدم مقاومت دربرابرآفات راندارند.
کشاورزی هسته ای هیچ ارتباط خاصی با نقولات اورانیوم ، غنی سازی ، سانتریفوژ، بازفرآوری وغیره ندارد، بلکه هرنوع فعالیت کشاورزی که درآن به نوعی ازایزوتوپ ورادیوایزوتوپ ، مستقیم یا غیرمستقیم استفاده کند، زیرمجموعه کشاورزی هسته ای محسوب می شود.
دانستن این که بسیاری ازمردم کشورمان درنواحی کویری نه تنها ازدستاوردهای این رشته ازفناوری هسته ای درمزارعشان استفاده می کنند ، بلکه ازاین محصول برداشت وتولید می نمایند مایه بسی خرسندی است. گندم طبسی یاهمان گندم اتمی یکی ازبهترین گندم ها، برای مناطق خشک وشورایران است ، این گندم که درابتدا مشکل بلندی قد داشت ، بذرآن درمرکز تحقیقات کشاورزی هسته ای موردبررسی واصلاح قرارگرفت. به کارگیری بذراین گندم دربعضی ازنقاط کشور، مثل طبس تا70درصدافزایش تولید به همراه داشت.
ولی برای یک سری ازمحصولات به ویژه محصولاتی که ازجاهای دیگروارد کشورما شدند، مانند محصولات مهمی مثل سیب زمینی ، ذرت ، آفتابگردان ، گوجه فرنگی این گونه محصولات تنوع ژنتیکی زیادی درایران ندارند، ولی ما برای اینکه ترکیب ژنتیکی مناسب باشرایط کشورخودمان را بوجودبیاوریم و به زارع بدهیم که بکارد وافزایش تولید وافزایش محصول به دست بیاورد برای این کارنیازمند آن هستیم که منابع ژنتیکی یا از جاهای دیگرواردکنیم یا اینکه بااستفاده ازتکنیک های غیرمعمول استفاده کنیم تابتوانیم تنوع ژنتیکی مناسبی ایجاد تا ازاین تنوع ، ترکیبات مناسبی تهیه کنیم ازجمله این تکنیک ها ، تکنیک هسته ای است که بسیارکاربرددارد.
تحقیقات نشان داده است که این انرژی درایجادمقاومت محصولات کشاورزی دربرابرحشرات مضر، افزایش نیتروژن وفسفات خاک توسط گیاهان ، مدیریت داشت کشاورزی درزمینهای خاکی وافزایش کارایی چرخه های نیتروژن وکربن درزمین نتایج مثبتی داشته است.


به طورکلی تکنیک های هسته ای درعلوم مختلف کشاورزی وگیاه شناسی را می توان به سه گروه اصلی تقسیم کرد:
الف) تکنیک های پرتوتابی: پرتوهای یون ساز، ازایزوتوپ های رادیواکتیو، دستگاه اشعه ایکس، رآکتوروشتاب دهنده ها تولید می شوند ودرتحقیقات کشاورزی ازآنها درزمینه های مختلف من جمله درایجاد موتاسیون (جهش) درگیاهان ، کنترل حشرات ازطریق عقیم کردن آنها، مبارزه با آفات انباری ونگهداری فرآورده های کشاورزی ، تولید واکسن ازپارازیت های تضعیف شده توسط تشعشع ، تحریک میزان رشد گیاه وبسیاری موارد دیگراستفاده می شود.

ب) تکنیک ردیابی:مبنای تکنیک های ردیابی براین اساس پایه گذاری شده است که اکثرعناصرشیمیایی دارای ایزوتوپ های مختلف می باشند. این ایزوتوپ ها ازلحاظ خواص شیمیایی یکسان ولی ازلحاظ وزن هسته با یکدیگر متفاوت هستند. به همین علت هسته بعضی ازاین ایزوتوپ ها ناپایداربوده وسعی دارند تا از طریق برقراری تعادل درتعداد نوترون هسته ، به مرحله پایداری برسند و دراین جریان ازخود پرتوهای آلفا، بتا یا گاما ساطع می کنند. ردیابی ایزوتوپهای ساطع کننده پرتوو یا به اصطلاح رادیواکتیو مانند32- ویا ردیابی ایزوتوپ های پایدارمانند نیتروژن15- ازطریق اندازه گیری نسبت ایزوتوپی با عنصرمعمولی به راحتی و با دقت بسیاربالا امکان پذیراست . چون دراین روش برخلاف روشهای کلاسیک، امکان تفکیک بین منابع مختلف عنصرغذایی وجوددارد(خاک، کود یا نیتروژن اتمسفری ) ، بنابراین می توان ازطریق ردیابی عنصرنشان دار شده تمام مسائل مربوط به حرکت وتجمع کود مصرف شده را درخاک وهمچنین جذب ، حرکت وتجمع آن را درگیاه با دقت بررسی کرد. نشاندارکردن سموم و نیز بررسی دقیق مسائلی مانند جذب ، تعیین زمان پایداری سم درگیاه ، غلظت وتعداد دفعات سم پاشی لازم وپسماند آن درگیاه وخاک نیزامکان پذیراست . علاوه براین تکنیک ردیابی تنها روشی است که به کمک آن می توان مسائل بسیارردیگری رادرشرایط طبیعی مزرعه یا آزمایشگاه مورد بررسی قرارداد. مانند تعیین حوزه فعالیت ریشه ، تعیین شعاع فعالیت آفات ، تثبیت بیولوژیک نیتروژن هوا توسط گیاهان ، مسائل مربوط به تغذیه گیاه دررابطه با رطوبت خاک ، قابلت جذب عناصرمختلف توسط ریشه ، مسائل مربوط به متابولیسم موادغذایی دردام وطیوروسایرموارد.
ج) تکنیک تجزیه به روش اکتیوکردن: دراین روش نمونه گیاهی یا حیوانی دررآکتوردرمعرض تشعشع نوترون های حرارتی قرار می گیرد وعناصر موجود درآن ، نوترون جذب کرده ورادیواکتیومی شوند. دراین صورت تشخیص واندازه گیری کمی عناصرموجود درنمونه میسرمی گردد. ازآنجایی که حساسیت این تکنیک درمقایسه باسایرروش ها بسیارزیاد است ،‌بنابراین عمدتاً ازاین روش برای تعیین مقادیر بسیارجزئی ازعناصرموجوددربافت های گیاهی وحیوانی استفاده می شود.

پرتودهی ،عبارت است ازقراردادن ماده غذایی درمقابل مقدارمشخصی ژرتوگاما، به منظورجلوگیری ازجوانه زنی بعضی محصولات غذایی مانند پیاز وسیب زمینی و همچنین کنترل آفات انباری ، کاهش بارمیکروبی و قارچی بعضی ازمحصولات مانند زعفران وادویه وتأخیردررسیدن بعضی میوه ها به منظورافزایش زمان نگهداری آنها.... دربخش کودها مطالعات مربوط به تغذیه گیاهی نیزازاین روش استفاده می شود مانند نحوه جذب کودها وعناصر بااستفاده ازتکنیک پرتوتابی هسته ای می توان تغییرات ژنتیکی موردنظر رابرای اصلاح محصول درتوده های گیاهی به کاربرد. برای نمونه کشورپاکستان که بیابان های وسیع وزمین های بایرفراوانی دارد ، ازراه کشاورزی هسته ای ، ارقام پرمحصولی ازگیاهان رادرهمین مناطق پرورش داده است.
تکنیک های هسته ای درپیشگیری ، کنترل وتشخیص بیماریهای دامی ، درتولیدمثل دام، درتغذیه دام، دراصلاح نژاد دام ، دربهداشت وایمنی محصولات دامی وخوراک دام نیزمؤثراست .
کاربردتکنیک های هسته ای درمدیریت منابع آب یا بهبود دسترسی به منابع آب جهان ، یکی اززمینه های بسیارمهم توسعه شناخته شده است. بیش ازیک ششم جمعیت جهان درمناطقی زندگی می کنند که دسترسی مناسب به آب آشامیدنی بهداشتی ندارند.تکنیک های هسته ای برای شناسایی حوزه های آبخیز زیرزمینی، هدایت آبهای سطحی وزیرزمینی ، کشف وکنترل آلودگی و کنترل نشت وایمنی سدها به کار می رود. ازاین تکنیک ها برای شیرین کردن آب شوروآب دریانیزاستفاده می شود.
بررسی استفاده ازموتاژن فیزیکی پرتوی گاما درایجاد تنوع ژنتیکی در گیاه برنج ، بررسی مقدماتی موتانتهای خلص سویا، القای موتاسیون درنارنگی به منظورتنوع ژنتیکی ،استفاده ازآب وخاک شور درکشاورزی پایدار، بررسی امکان ایجاد موتاسیون یا به کارگیری پرتوی گاما برای تولید لاینهای زودرس ومقاوم به ریزش درکنجد، استفاده ازروش پرتودهی به منظورجلوگیری ازضایعات محصولات کشاورزی نیزازجمله این روشها است.
پیش بینی شده است که تاپایان برنامه چهارم توسعه 50درصدازحجم آلاینده های بخش کشاورزی ازطریق کاربرد انرژی هسته ای کاهش یابد.
کارآمدی فناوری هسته ای درحوزه کشاورزی گاه مستقیم وگاه غیرمستقیم است . استفاده ازفناوری هسته ای دربخش کشاورزی کاهش هزینه ها وافزایش تولید می شود وارزش اقتصادی بالایی دارد.حتی بارونق این روش، روستائیان کمتر به سمت شهرها هجوم خواهند آورد، زیرادرآمدناشی ازاین روش درروستا نیازهای زیستی آنان راتأمین خواهدکرد.

منبع: سایت علمی دانشجویان ایران​

 

[رامین قاسم نتاج]

انرژی اتمی
انرژی هسته‌ای (به انگلیسی: Nuclear Energy)، انرژی گرمایی آزاد شده حاصل از شکافت اتم اورانیوم است که از آن برای تولید بخار آب و گرداندن توربین‌های تولید برق استفاده می‌شود. اورانیوم معدنی، طی فرآیندی در تأسیسات فرآوری باید به گاز هگزافلوراید یا uf6 تبدیل شود، و سپس با تزریق به شبکه‌ای از سانتریفیوژها غنی شده و سپس قابل استفاده است. البته فقط اورانیم نیست که با آن می توان انرژی هسته‌ای تولید کرد. مثلاَ از پولوتونیم یا دیگر رادیواکتیو ها نیز می توان انرژی هسته‌ای تولید نمود. این انرژی در دسته انرژی‌های نیمه‌پاک و غیرقابل تجدید تقسیم بندی می‌شود. به این دلیل نیمه پاک که زباله ها و پس ماندهای آن هزاران سال در محیط زیست باقی مانده و برای سلامت موجودات زنده بسیار خطرناک هستند. با وجود این پس از مقایسه آماری بین خطرات همه انواع انرژی، انرژی هسته‌ای جزو بهترین گزینه های موجود بشمار می‌آید. لازم به ذکر است انرژی هسته ای به تمامی انرژی های دیگر قابل تبدیل است ولی هیچ انرژی به انرژی هسته ای تبدیل نمی شود.

کاربردهای انرژِی هسته ای
انرژی هسته ای کاربردهای زیاد در پزشکی، صنعت، کشاورزی و... دارد. برخی از این کاربردها عبارتند از:

1- نیروگاه هسته ای
نیروگاه هسته ای (Nuclear Power Station) یک نیروگاه الکتریکی است که از انرژی تولیدی شکست هسته اتم اورانیوم یا پلوتونیم استفاده می کند. اولین جایگاه از این نوع در 27 ژوئن سال 1958 در شوروی سابق ساخته شد که قدرت آن 5000 کیلو وات است. چون شکست سوخت هسته ای اساساً گرما تولید می کند از گرمای تولید شده رآکتور های هسته ای برای تولید بخار استفاده می شود و از بخار تولید شده برای به حرکت در آوردن توربین ها و ژنراتور ها که نهایتاً برای تولید برق کاربرد دارد، استفاده می شود.

2. پیل برق هسته ای
پیل هسته ای یا اتمی دستگاه تبدیل کننده انرژی اتمی به جریان برق مستقیم است. ساده ترین پیل ها شامل دو صفحه است. یک پخش کننده بتای خالص مثل استرنیوم 90 و یک هادی مثل سیلسیوم.
جریان الکترون های سریعی که بوسیله استرنیوم منتشر می شود از میان نیمه هادی عبور کرده و در حین عبور تعداد زیادی الکترون اضافی را از نیمه هادی جدا می‌کند که صدها هزار مرتبه زیادتر از جریان الکتریکی حاصل از ایزوتوپ رادیواکتیو استرنیوم 90 می باشد.

3. کاربردهای پزشکی:
در کشورهای پیشرفته صنعتی، از انرژی هسته ای به صورت گسترده در پزشکی استفاده می گردد. با توجه به شیوع برخی از بیماریها از جمله سرطان، ضرورت تقویت طب هسته ای در کشورهای در حال توسعه، هر روز بیشتر می شود. موارد زیر از مهمترین کاربردهای انرژی هسته ای در علم پزشکی است:
• رادیو گرافی
• گامااسکن
• استرلیزه کردن هسته ای و میکروب زدایی وسایل پزشکی با پرتو های هسته ای
• رادیو بیولوژی
• تهیه و تولید کیتهای رادیو دارویی جهت مراکز پزشکی هسته ای
• تهیه و تولید رادیو دارویی جهت تشخیص بیماری تیرویید و درمان آنها
• تهیه و تولید کیتهای هورمونی
• تشخیص و درمان سرطان پروستات
• تشخیص سرطان کولون، روده کوچک و برخی سرطانهای سینه
• تشخیص تومورهای سرطانی و بررسی تومورهای مغزی، سینه و ناراحتی وریدی
• تصویر برداری بیماریهای قلبی، تشخیص عفونتها و التهاب مفصلی، آمبولی و لخته های وریدی
• موارد دیگری چون تشخیص کم خونی، کنترل رادیو داروهای خوراکی و تزریقی و ...

4. کاربرد انرژی هسته ای در بخش دامپزشکی و دامپروری:
تکنیکهای هسته ای در حوزه دامپزشکی موارد مصرفی چون تشخیص و درمان بیماریهای دامی، تولید مثل دام، اصلاح نژادی، بهداشت و ایمن سازی محصولات دامی و خوراک دام دارد.

5. کاربرد انرژی هسته ای در دسترسی به منابع آب:
تکنیکهای هسته ای برای شناسایی حوزه های آب زیر زمینی، هدایت آب های سطحی و زیر زمینی، کشف و کنترل نشت و ایمنی سدها مورد استفاده قرار میگیرد. در شیرین کردن آبهای شور نیز انرژی هسته ای کاربرد دارد.

6. کاربردهای کشاورزی:
تشعشعات هسته ای کاربرد های زیادی در کشاورزی دارد که مهم ترین آنها عبارتست از:
• موتاسیون هسته ای ژن ها در کشاورزی
• کنترل حشرات با تشعشعات هسته ای
• جلوگیری از جوانه زدن سیب زمینی با اشعه گاما
• انبار کردن میوه ها
• دیرینه شناسی (باستان شناسی) و صخره شناسی (زمین شناسی) که عمر یابی صخره ها توسط C14 در باستان شناسی بسیار مشهور است.

7. کاربردهای صنعتی: مهمترین کاربردهای صنعتی انرژی هسته ای عبارتند از:
• نشت یابی با اشعه
• دبی سنجی پرتویی(سنجش شدت تشعشعات، نور و فیزیک امواج)
• سنجش پرتویی میزان سائیدگی قطعات در حین کار
• سنجش پرتویی میزان خوردگی قطعات
• چگالی سنج مواد معدنی با اشعه
• کشف عناصر نایاب در معادن

8. کاربرد انرژی هسته ای در تولید برق:
یکی از مهم ترین موارد استفاده صلح آمیز از انرژی هسته ای، تولید برق از طریق نیروگاههای اتمی است. با توجه به پایان پذیر بودن منابع فسیلی و روند رو به رشد توسعه اجتماعی و اقتصادی، استفاده از انرژی هسته ای برای تولید برق امری ضروری و لازم می باشد.

مزایای انرژی هسته ای بر سایر انرژی های موجود:
- ارزان بودن نسبت به سایر روش های تولید انرژی
- ایجاد آلودگی زیست محیطی کم تر در مقایسه با روش های تولید انرژی از طریق نفت و سوخت های فسیلی
منبع: سایت علمی دانشجویان ایران
​

​