Download
1 / 35
440 likes | 937 Vues
کاربرد های فناوری هسته ای بانضمام برق هسته ای گزینه ای اجتناب ناپذیر. فهرست:. اهمیت انرژی هسته ای کاربردهای انرژی هسته ای کاربرد انرژی اتمی در بخش پزشکی و بهداشتی کاربرد انرژی اتمی در بخش دامپزشکی و دامپروری کاربرد انرژی اتمی در مدیریت منابع آب
E N D
کاربرد های فناوری هسته ای بانضمام برق هسته ای گزینه ای اجتناب ناپذیر
فهرست: • اهمیت انرژی هسته ای • کاربردهای انرژی هسته ای • کاربرد انرژی اتمی در بخش پزشکی و بهداشتی • کاربرد انرژی اتمی در بخش دامپزشکی و دامپروری • کاربرد انرژی اتمی در مدیریت منابع آب • کاربرد انرژی اتمی در بخش صنایع غذایی و کشاورزی • کاربرد انرژی اتمی در بخش صنایع • کاربرد انرژی اتمی در تولید الکتریسیته • کاربرد انرژی اتمی در بخش نظامی • کاربرد انرژی اتمی در باستان شناسی • کاربرد انرژی هسته ای در اکتشافات • وضعیت استفاده از انرژی هسته‌ای در سطح جهان • ملاحظات اقتصادی و اجتماعی در ضرورت استفاده از انرژی هسته‌ای • ارزش تولیدی، حرارتی و زیست محیطی انرژی هسته‌ای
اهمیت انرژی هسته ای • انرژی هسته‌ای از آن نظر یک فناوری توسعۀ پایدار است • از نظر میزان تولید انرژی با انواع دیگر روش های تولید انرژی قابل رقابت است • سوخت آن تا قرن ها در دسترس خواهد بود؛ • سابقۀ بی خطر بودن آن برتر از سایر منابع عمده انرژی است؛ • مصرف آن هیچ آلودگی واقعی ایجاد نمی کند؛ • منابع باارزش سوخت های فسیلی را برای نسل های دیگر حفظ می کند؛ • هزینه های آن قابل رقابت و هم چنان در حال کاهش است؛ • پسماندهای آن را می توان برای مدت زیادی بدون خطر کنترل کرد.
کاربردهای انرژی هسته ای • کاربرد انرژی اتمی در بخش پزشکی و بهداشتی • تشخیص • تشخیص بیماری های تروئید و درمان آنها؛ • تشخیص و پیگیری درمان سرطان پروستات؛ • بررسی مراکز عفونی در بدن؛ • تشخیص سرطان‌های کولون، پانکراس، روده کوچک و برخی سرطان‌های سینه؛ • شناخت محل تومورهای سرطانی و بررسی تومورهای مغزی، سینه و ناراحتی های ریوی؛ • تصویرگیری بیماری های قلبی، تشخیص عفونت ها و التهاب مفصلی، آمبولی و لخته های وریدی؛ • تشخیص کم خونی ها یا سندرم اختلال در جذب ویتامین ب 12؛ • تولید دزیمترهای جیبی و محیطی؛ • رادیو گرافی • گامااسکن • رادیو بیولوژی • تصویر برداری در پزشکی هسته ای • توموگرافی تابش پوزیترون (PET) • توموروگرافی با استفاده از تابش تک فوتون(SPECT) • تصویر برداری قلبی عروقی • اسکن استخوان
کاربردهای انرژی هسته ای • کاربرد انرژی اتمی در بخش پزشکی و بهداشتی • درمان • تهیه و تولید انواع رادیودارو ها مانند ید 131 • تهیه و تولید کیت های رادیودارویی جهت مراکز پزشکی هسته‌ای؛ • کنترل کیفی رادیوداروهای خوراکی و تزریقی برای تشخیص و درمان بیماری ها • تهیه و تولید کیت های هورمونی • استریلیزاسیون • استرلیزه کردن هسته ای و میکروب زدایی وسایل پزشکی با پرتو های هسته ای
کاربردهای انرژی هسته ای • کاربرد انرژی اتمی در بخش دامپزشکی و دامپروری • پیشگیری، کنترل و تشخیص بیماری های دامی؛ • تولید مثل دام؛ • تغذیۀ دام؛ • اصلاح نژاد دام؛ • بهداشت و ایمنی محصولات دامی و خوراک دام.
کاربردهای انرژی هسته ای • کاربرد انرژی اتمی در مدیریت منابع آب • شناسایی حوزه های آب خیز زیر زمینی، • هدایت آب های سطحی و زیرزمینی، • کشف و کنترل آلودگی • کنترل نشت و ایمنی سدها • شیرین کردن آب شور و آب دریا
کاربردهای انرژی هسته ای • کاربرد انرژی اتمی در بخش صنایع غذایی و کشاورزی • جلوگیری از جوانه زدن محصولات غذایی؛ • روش جایگزین برای استفاده از حشره کش های شیمیایی؛ • کنترل و از بین بردن حشرات مضر و گیاهان هرز؛ • به تأخیر انداختن زمان رسیدگی محصولات غذایی؛ • افزایش زمان نگهداری محصولات غذایی؛ • کاهش میزان آلودگی میکروبی محصولات غذایی و کشاورزی؛ • از بین بردن ویروس ها؛ • طرح های باردهی و جهش گیاهانی چون گندم، برنج و پنبه؛ • کشف منابع آب جدید؛
کاربردهای انرژی هسته ای • کاربرد انرژی اتمی در بخش صنایع • تهیه و تولید چشمه های پرتوزایی کبالت برای مصارف صنعتی؛ • تولید چشمه ها ی ایریدیم برای کاربردهای صنعتی و بررسی جوشکاری در لوله های نفت و گاز؛ • دقیق ترین روش آنالیز ترکیبی مواد جدید • تولید چشمه های پرتوزا برای کاربردهای مختلف در علوم و صنعت از قبیل: • طراحی و ساخت انواع سیستم های هسته‌ای جهت کاربردهای صنعتی، • اندازه گیری خاکستر ذغال سنگ، • بررسی کوره های مذاب شیشه سازی جهت تعیین اشکالات آنها، • نشت یابی در لوله های انتقال نفت با استفاده از تکنیک های هسته‌ای • 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
کاربردهای انرژی هسته ای • کاربرد انرژی اتمی در بخش صنایع • چند مثال کاربردی در صنعت • • در صنعت اتومبیل سازی از مواد رادیواکتیو برای کنترل کیفیت ورق استیل استفاده می شود.• در صنعت ساخت و نگهداری هواپیما برای کنترل وجود شکاف یا نشتی در موتورهای جت از مواد رادیو اکتیو استفاده می کنند. • برای برآورد میزان سنگهای معدنی در معادن یا مواد نفتی در چاه های نفت یا حفاری ها از این مواد استفاده می کنند.• برای مشخص کردن کیفت جوشکاری در لوله های که در زیر زمینی کار گذاری شده اند نیز مواد رادیو اکتیو راه حل مناسبی است.• بسیاری از دستگاههای فتوکپی برای جلوگیری از به هم چسبیدن کاغذها بر اثر الکتریسیته ساکن و در نهایت جمع شدن در دستگاه از مقادیر بسیار کمی مواد رادیو اکتیو استفاده می کنند.• استفاده از مواد رادیو اکتیو برای تمیز کردن و زدودن آلودگی در بسیاری از لوازم مانند لنزهای چشم یا برخی مواد آرایشی.
کاربردهای انرژی هسته ای • کاربرد انرژی اتمی در تولید الکتریسیته • نیروگاه هسته ای: • نیروگاه هسته ای (Nuclear Power Station) یک نیروگاه الکتریکی 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 از بخار تولید شده برای به حرکت در آوردن توربین ها و ژنراتور ها که نهایتاً برای تولید برق استفاده می شود . • ایران هر ساله حدودا به هفت هزار مگاوات برق در سال نیاز دارد. نیروگاه اتمی بوشهر 1000 مگاوات برق را در صورت راه اندازی تامین می نماید. و احداث نیروگاههای دیگر برای رفع این نیازی ضروری است. برای تولید میزان برق حدود 190 میلیون بشکه نفت خام مصرف می شود. که در صورت تامین از طریق انرژی هسته ای سالیانه 5 میلیارد دلار صرفه جویی خواهد شد.
کاربردهای انرژی هسته ای • کاربرد انرژی اتمی در تولید الکتریسیته • پیل برق هسته ای Nuelear Electric battery: • 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. • کاربردها • استفاده های طولانی مدت (باطری ها حدودا 10تا 20 سال) • سفینه ها و رباط های فضایی • زیر دریائی ها و کشتی های قاره پیما • خودرو های جدید(خصوصا خودروهای برقی) • در لوازمی مانند گوشی تلفن همراه و لپ تاپ • لوازم پزشکی مانند پیس میکر (باتری قلب)
کاربردهای انرژی هسته ای • کاربرد انرژی اتمی در بخش نظامی • تشخیص • شناسایی مین های ضد نفر • تولید تسلیحات ضد زره • بمب های هسته ای: (این نوع بمب ها تا حالا قویترین بمبهای و مخربترین های جهان محسوب می شود. دارندگان این نوع بمبهاجزو قدرت های هسته ای جهان محسوب می شود.
کاربردهای انرژی هسته ای • کاربرد انرژی اتمی در باستان شناسی: • کارهایی از قبیل بررسی نمونه های باستان شناسی مانند سکه ، سفال و غیره • تشخیص نمونه های تقلبی آثار باستانی و فسیل ها • عمرسنجی و تجزیه و تحلیل آثار باستانی و فسیل ها • کاربرد انرژی هسته ای در اکتشافات: • تعیین محل دقیق معادن مختلف و حوزه های آب زیرزمینی
وضعیت استفاده از انرژی هسته‌ای در سطح جهان رآکتورهای تولید نیرو در جهان (تا 18 آوریل 2007)
وضعیت استفاده از انرژی هسته‌ای در سطح جهان میزان برق هسته‌ای تولیدی توسط رآکتورها (تا پایان سال 2005)
چشم انداز هسته ای جهان پیش بینی تعداد برنامه های هسته ای کشورهای مختلف جهان در صد سال آینده
ظرفیت تاسیسات هسته ای آمریکا ایالات متحده از سال 2000 تا 2013 ظرفیت خود را حدودا 4 برابر کرده است.
ملاحظات اقتصادی و اجتماعی در ضرورت استفاده از انرژی هسته‌ای • تقاضای انرژی و رشد جمعیت کشور های جهان • میزان افزایش جمعیت جهان با نرخ حدود یک درصد به طور متوسط سالانه از ۶۵۱۴ میلیون نفر در سال ۲۰۰۵ به ۸۰۱۰ میلیون نفر در سال ۲۰۲۵ افزایش خواهد یافت.[2] بالاترین میزان افزایش جمعیت به کشورهای خاورمیانه با متوسط سالانه ۸/۱ درصد تعلق داشته و منطقۀ جنوب غرب آسیا با جمعیتی معادل ۱۷/۴ میلیارد نفر در سال ۲۰۲۵، بیش از نیمی از جمعیت کرۀ زمین را در خود جای می‌دهد. جمعیت جهان در سال ۲۰۰۶ نیز طبق آمار برآورد شده، ۶۵۵۵ میلیون نفر بوده است.
ملاحظات اقتصادی و اجتماعی در ضرورت استفاده از انرژی هسته‌ای • تقاضای انرژی و رشد جمعیت کشور های جهان چشم انداز جمعیت جهان (میلیون نفر- رشد متوسط)
ملاحظات اقتصادی و اجتماعی در ضرورت استفاده از انرژی هسته‌ای • تقاضای انرژی و رشد اقتصادی کشورهای جهان • مصرف سوخت‌های فسیلی در جهان، هر ساله به طور چشمگیری افزایش یافته است. به عنوان مثال، مصرف نفت در کل جهان از ۴/۲۶۷۷ میلیون تن در سال ۱۹۷۵ به ۸/۳۸۳۶ میلیون تن در سال ۲۰۰۵ افزایش یافته است. کل ذخایر تثبیت شدۀ نفت جهان نیز در پایان سال ۲۰۰۵، ۷/۱۲۰۰ میلیارد بشکه نفت خام بوده است. جدول زیر، این ارقام را به طور دقیق تری نشان می‌دهد. • مصرف گاز طبیعی در جهان نیز از ۳/۱۱۹۷ میلیارد متر مکعب در سال ۱۹۷۵ به ۶/۲۷۴۹ میلیارد متر مکعب در سال ۲۰۰۵ افزایش یافته است. ذخائر تثبیت شده گاز طبیعی جهان نیز در پایان سال ۲۰۰۵ بالغ بر ۸۳/۱۷۹ تریلیون متر مکعب بوده است. جدول زیر، این آمار و ارقام را به خوبی نشان می‌دهد.
ملاحظات اقتصادی و اجتماعی در ضرورت استفاده از انرژی هسته‌ای • تقاضای انرژی و رشد اقتصادی کشورهای جهان مصرف نفت در جهان بر حسب میلیون تن و ذخایر نفت - میلیارد بشکه
ملاحظات اقتصادی و اجتماعی در ضرورت استفاده از انرژی هسته‌ای • پیش بینی قیمت نفت در آینده سیستم انتقال انرژی آینده جهان
ملاحظات اقتصادی و اجتماعی در ضرورت استفاده از انرژی هسته‌ای • تقاضای انرژی و رشد اقتصادی کشورهای جهان مصرف گاز طبیعی در جهان بر حسب تریلیون متر مکعب
ملاحظات اقتصادی و اجتماعی در ضرورت استفاده از انرژی هسته‌ای • تقاضا و مصرف برق در جهان و میزان تولید آن • با توجه به رشد جمعیت و همچنین تولید ناخالص داخلی کشورهای جهان و افزایش تقاضا برای حامل‌های انرژی، میزان برق مورد نیاز جهانی نیز رو به افزایش بوده است. تقاضای جهانی برای برق به شدت از سال ۲۰۰۴ تا سال ۲۰۳۰ افزایش خواهد یافت. تولید جهانی برق در طول این دوره هرساله ۴/۲ درصد رشد خواهد کرد و از ۴۲۴/۱۶ میلیارد کیلووات ساعت در سال ۲۰۰۴ به ۳۶۴/۳۰ میلیارد کیلووات ساعت در سال ۲۰۳۰ خواهد رسید. در حالی که در سال ۲۰۰۴ کشورهای جهان سوم و در حال توسعه ۲۶ درصد کمتر از کشورهای توسعه یافته برق مصرف کرده اند، اما در سال ۲۰۳۰ نسبت به این کشورها سی درصد افزایش مصرف خواهند داشت.
ملاحظات اقتصادی و اجتماعی در ضرورت استفاده از انرژی هسته‌ای • تقاضا و مصرف برق در جهان و میزان تولید آن برآورد تولید برق در جهان در دورۀ ۲۰۳۰- ۲۰۰۴ (میلیارد کیلووات ساعت) تولید برق در جهان طی سال‌های ۲۰۰۵- ۱۹۹۵ (تراوات ساعت)
ارزش تولیدی، حرارتی و زیست محیطی انرژی هسته‌ای • یک نیروگاه هزار مگاواتی، سالانه به طور متوسط به 2.5 میلیون تن زغال سنگ یا 1.6 میلیون تن نفت (10 میلیون بشکه) یا 1.5 میلیون متر مکعب گاز یا 150 تن اورانیوم طبیعی (25 تن اورانیوم غنی شدۀ 3 درصد) نیاز دارد. در صورت استفادۀ چنین نیروگاهی از زغال سنگ در طول یک سال 240000 تن خاکستر، 2.7 میلیون تن دی اکسید کربن، منو اکسید کربن، اکسیدهای هیدروژن، اکسیدهای سولفور و 270 تن فلزات سمی به محیط زیست وارد خواهد شد. این در حالی است که انری هسته ای معادل یک تن پسماند رادیواکتیو که می تواند جهت ایمنی به جامد تبدیل و نهایتاً دفن شود، از خود برجای می گذارد. مقایسه میزان انتشار آلاینده ها در انواع نیروگاه ها
ارزش تولیدی، حرارتی و زیست محیطی انرژی هسته‌ای • یک تن زغال سنگ 0.36مگاوات روز و یک تن نفت 0.64 مگاوات روز ارزش حرارتی دارند، در حالی که یک گرم اورانیوم 235 یک مگاوات روز ارزش حرارتی دارد. • لذا، می توان نتیجه گرفت که یک گرم اورانیوم 235 حدود 2.7 میلیون برابر زغال سنگ و 1.6 میلیون برابر نفت بازده انرژی حرارتی دارد.
ارزش تولیدی، حرارتی و زیست محیطی انرژی هسته‌ای • مقایسه قیمت انواع روش های تولید یک مگاوات بر ساعت برق • بر اساس آمار منتشر شده ی موسسه سرمایه گذاری آمریکا • (American Enterprise Institute: AEI) هزینه تولید یک مگاوات ساعت برق بادی 17 برابر برق هسته ای استو هزینه تولید یک مگاوات ساعت برق خورشیدی 312 برابر برق هسته ای است.
نسل های جدید نیروگاه های هسته ای • نسلهای جدید و جدیدتر نیروگاه های هسته ای مرتبا بر چالش های زیست محیطی و هزینه ای غلبه کرده و پیشرفت می کنند. فعلا 2 نسل از نیروگاه ها را پشت سر نهاده ایم و در نسل 3 هستیم. در نسل 4 (که پیش بینی شده از 17 سال دیگر بر سر کار بیایند) نیروگاه ها بسیار اقتصادی تر، ایمن تر و با زباله های کمتر خواهند بود. • این نوع نیروگاه ها بجای میله های سوخت از گلوله های سوخت استفاده کرده و همچنین انسان نقش کمی داشته و بدون هیچ خطایی کا رمی کنند. سوخت اورانیوم در این نیروگاه ها تنها اورانیوم غنی شده تا 9% است و این برای استفاده در سلاح های اتمی غیر ممکن است. زباله های هسته ای آنها بسیار ساده تر از نسل های قبلی نگهداری میشوند. این نیروگاه ها بسیار مقرون به صرفه تر خواهند بود .
ملاحظات اقتصادی و اجتماعی در ضرورت استفاده از انرژی هسته‌ای • برق هسته ای گزینه ای اجتناب ناپذیر • برق هسته‌ای گزینه‌ای اجتناب‌ناپذیر در برابر برق حاصله از سوخت‌های فسیلی خواهد بود. بر اساس آمار چشم‌انداز جهانی انرژی، می‌توان نتیجه گیری نمود که استراتژی میان مدت و بلندمدت انرژی جهان به ویژه در کشورهای در حال توسعه شاهد تحولات فزاینده‌ای است به گونه ای که برنامه‌ریزی و تدوین استراتژی انرژی در سایه راهبرد‌های متعارف و متکی به منابع انرژی‌های سنتی، راه گشای اهداف توسعۀ پایدار در این کشورها نخواهد بود. بنابراین، رویکرد و گزینه‌ای به جز اتخاذ استراتژی بهره‌برداری از منابع انرژی‌های جایگزین باقی نخواهد ماند که در این زمینه برق هسته‌ای یکی از گزینه‌های دارای اولویت محسوب می‌شود. بر اساس سیستم‌های برنامه‌ریزی انرژی که در چارچوب استانداردهای قابل قبول جهانی تدوین شده‌اند، جایگاه برق هسته‌ای در آرایش نیروگاهی کشورها در اولویت اول تا سوم قرار دارد. مطمئناً این اولویت‌بندی پس از اعمال عوامل تاثیرگذار زیست‌محیطی و احتساب هزینه‌های اجتماعی و زیست‌محیطی برای نیروگاههای برق هسته‌ای، غیرقابل مقایسه با منابع انرژی فسیلی خواهد بود. البته، بررسی‌ها نیز نشان می‌دهند که تولید الکتریسیته از نیروگاههای هسته‌ای سالانه به طور متوسط ۳/۱ درصد رشد خواهد داشت و از ۶۱۹/۲ میلیارد کیلووات ساعت در سال ۲۰۰۴ به ۶۱۹/۳ میلیارد کیلووات ساعت در سال ۲۰۳۰ افزایش خواهد یافت.
ارزش تولیدی، حرارتی و زیست محیطی انرژی هسته‌ای
