صنایع هسته ای Nuclear Industries
اهمیت انرژی هسته ای
کاربردهای انرژی هسته ای
کاربرد فناوری هسته ای در بخش پزشکی و بهداشتی
کاربرد فناوری هسته ای در بخش دامپزشکی و دامپروری
کاربرد فناوری هسته ای در مدیریت منابع آب
کاربرد فناوری هسته ای در بخش صنایع غذایی و کشاورزی
کاربرد فناوری هسته ای در محیط زیست
کاربرد فناوری هسته ای در بخش صنایع
کاربرد فناوری هسته ای در تولید الکتریسیته
کاربرد فناوری هسته ای در بخش نظامی
کاربرد فناوری هسته ای در باستان شناسی
کاربرد فناوری هسته ای در اکتشافات
فهرست
2
از نظر میزان تولید انرژی با انواع دیگر روش های تولید انرژی قابل رقابت است
سوخت آن تا قرن ها در دسترس خواهد بود؛
سابقه بی خطر بودن آن برتر از سایر منابع عمده انرژی است؛
مصرف آن هیچ آلودگی واقعی ایجاد نمی کند؛
منابع با ارزش 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.
اهمیت انرژی هسته ای
3
تشخیص
تشخیص بیماری های تروئید و درمان آن ها؛
تشخیص و پیگیری درمان سرطان پروستات؛
بررسی مراکز عفونی در بدن؛
تشخیص سرطان های کولون، پانکراس، روده کوچک و برخی سرطان های 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؛
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
کاربرد انرژی هسته ای در بخش پزشکی و بهداشتی
4
درمان
تهیه و تولید انواع رادیودارو ها (مانند ید 131)
تهیه و تولید کیت های رادیودارویی جهت مراکز پزشکی هسته ای؛
کنترل کیفی رادیوداروهای خوراکی و تزریقی برای تشخیص و درمان بیماری ها
تهیه و تولید کیت های هورمونی
پرتو درمانی (برای مثال نابودی تومورهای سرطانی با پرتوها)
استریلیزاسیون
استرلیزه کردن هسته ای و میکروب زدایی وسایل پزشکی
با پرتو های هسته ای
5
پیشگیری، کنترل و تشخیص بیماری های دامی؛
تولید مثل دام؛
تغذیه دام؛
اصلاح نژاد دام؛
بهداشت و ایمنی محصولات دامی و خوراک دام.
کاربرد انرژی هسته ای در بخش دامپزشکی و دامپروری
6
شناسایی حوزه های آب خیز زیر زمینی،
هدایت آب های سطحی و زیرزمینی،
کشف و کنترل آلودگی
کنترل نشت و ایمنی سدها
کاربرد انرژی هسته ای در مدیریت منابع آب
7
نگهدارى مواد غذایى و افزایش زمان انبار کردن محصولات کشاورزى
(مثلاً جلوگیرى از جوانه زدن سیب زمینى با اشعه ى گاما)
به تاخیر انداختن زمان رسیدگی محصولات غذایی؛
موتاسیون هسته اى ژن ها و افزایش بازدهى و مقاومت محصولات در برابر حشرات مضر
افزایش راندمان جذب آب و کود در گیاهان زراعى
روش جایگزین برای استفاده از حشره کش های شیمیایی؛
کنترل و از بین بردن حشرات مضر و گیاهان هرز؛
افزایش زمان نگهداری محصولات غذایی؛
کاهش میزان آلودگی میکروبی محصولات غذایی
و کشاورزی؛
از بین بردن ویروس های کشاورزی
کشف منابع آب جدید؛
کاربرد انرژی هسته ای در بخش صنایع غذایی و کشاورزی
8
ردیابى آلاینده هاى زمینى
کنترل آلاینده هاى فسیلى و بیولوژیکی در هوا و فاضلاب و پسماند هاى بیمارستانى
از بین بردن پسماند هاى صنعتى و خانگى
ضدعفونى سطوح حساس
بررسى هاى زمین شناختى(مطالعه ى فرسایش خاک با استفاده از روش هاى هسته اى)
توسعه و راه اندازى فناوری هاى جایگزین برای رفع آلودگى آب هاى سطحى
و زیرزمینى بر اثر انباشت پسماندهاى صنعتى و فعالیت هاى بشری مانند:
پرتودهى براى پاک سازى فاضلاب صنعتى، آب شهرى، آب زیرزمینى و آب آشامیدنى
تجزیه ى ترکیبات آلى سمى و آلاینده هاى بیولوژیکى
کاهش انباشت گازهاى گلخانه اى با استفاده از راکتورهاى هسته اى
استفاده از شتابدهنده ها در شناسایى آلاینده هاى هوا و آب و خاک
9
دقیق ترین روش آنالیز ترکیبی مواد جدید
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؛
تولید چشمه های پرتوزا برای کاربردهای مختلف در علوم و صنعت از قبیل:
طراحی و ساخت انواع سیستم های هسته ای جهت کاربردهای صنعتی،
اندازه گیری خاکستر ذغال سنگ،
بررسی کوره های مذاب شیشه سازی جهت تعیین اشکالات آن ها،
نشت یابی در لوله های انتقال نفت با استفاده از تکنیک های هسته ای
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
کاربرد انرژی هسته ای در بخش صنایع
10
نیروگاه هسته ای
نیروگاه هسته ای 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 .
11
چرخه سوخت هسته ای عبارت است از:
1- فراوری سنگ معدن اورانیوم
٢- تبدیل و غنی سازی اورانیوم
٣ – تولید سوخت هسته ای
٤ – بازفرآوری سوخت مصرف شده.
12
-استخراج اورانیوم از معدن و تهیه کیک زرد، عنصر اورانیوم در طبیعت به صورت ترکیبات شیمیایی مختلف از جمله اکسید اورانیوم، سیلیکات اورانیوم و یا فسفات اورانیوم و به صورت مخلوط با ترکیباتی از عناصر دیگر یافت میشود.
مواد معدنی حاوی اورانیوم استخراج شده وسپس طی فرایندهای مکانیکی و شیمیایی موسوم به “آسیاب کردن” و “کوبیدن” از دیگر عناصر جدا میشوند.
اورانیوم پس از استخراج تفکیک، کوبیده، خرد و به شکل پودر درآمده و سپس برای تولید ماده موسوم به کیک زرد (YellowCake)مورد استفاده قرار می گیرد.
کیک زرد در واقع محصول فراوری سنگ معدن اورانیوم است و به ترکیباتی از اورانیوم گفته میشود که ناخالصیهای معدنی آن به میزان زیادی گرفته شده و حاوی ٧٠ تا ٩٠ درصد اکسید اورانیوم از نوع است
فراوری سنگ معدن اورانیوم
13
تبدیل و غنی سازی اورانیوم
(کیک زرد)
فراوری کیک زرد و تولید هگزافلورید اورانیوم و آغاز غنی سازی
تصید شده و قابل غنی سازی میشود
14
روش های مختلف غنی سازی:
سانتریفوژ گازی
پخش گازی
جداسازی الکترومغناطیسی
تبادل شیمیایی
فوتویونیزاسیون لیزری
نازل جداسازی
جداسازی ایزوتوپ رزونانس سیکلوترونی
15
وارد کردن گاز به دستگاه سانتریفوژ
جدا شدن ایزوتوپ های اورانیوم در اثر اختلاف جرم در سانتریفوژ هایی با سرعت دوران بالا
تراکم گاز با درصد اورانیوم غنی شده در نزدیکی محور دستگاه سانتریفوژ
سانتریفوژ گازی
16
تولید سوخت هسته ای به منظور استفاده در راکتور هسته ای
برخی انواع راکتورها می توانند به طور مستقیم از به عنوان سوخت هسته ای استفاده کنند اما برای تهیه سوخت هسته ای بسیاری انواع دیگر راکتورها لازم است که هگزافلورید اورانیوم غنی شده را به شکل به اصطلاح “میلهھای سوختی” از دی اکسید اورانیوم غنی شده و یا در موارد معدود به اورانیوم غنی شده فلزی U تبدیل کرد
17
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 بمبها جزو قدرت های هسته ای جهان محسوب می شود.
کاربرد انرژی اتمی در بخش نظامی
18
بمب های هسته ای
دو بمب اتمی به فاصله ۳ روز بر روی شهرهای هیروشیما و ناکازاکی انداخته شد که باعث ویرانی و کشتار گسترده شهروندان این دو شهر گردید. حدود ۲۲۰٬۰۰۰ نفر در اثر این دو بمباران اتمی جان باختند که بیشتر آنان را شهروندان غیرنظامی تشکیل می دادند. بمب اول که در طراحی آن از ۶۴ کیلوگرم اورانیوم استفاده شده بود، با شدتی معادل با انفجار ۱۵ هزار تن TNT منفجر شد. سه روز بعد در ۹ آگوست انفجار بمب مرد چاق در شهر ناگازاکی. این بمب که از پلوتونیوم به عنوان ماده شکافت پذیر استفاده می کرد، انفجاری به شدت ۲۱ کیلوتن TNT ایجاد کرد.
19
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
20
1-کاربردهای انرژی هسته ای در حوزه پزشکی و بهداشتی را بیان کنید؟
تشخیص بیماری های تروئید و درمان آن ها؛
بررسی مراکز عفونی در بدن؛
رادیو گرافی
گامااسکن
رادیو بیولوژی
21
کاربردهای انرژی هسته ای را در بخش صنایع غذایی و کشاورزی بیان کنید؟
نگهدارى مواد غذایى و افزایش زمان انبار کردن محصولات کشاورزى
(مثلاً جلوگیرى از جوانه زدن سیب زمینى با اشعه ى گاما)
به تاخیر انداختن زمان رسیدگی محصولات غذایی؛
موتاسیون هسته اى ژن ها و افزایش بازدهى و مقاومت محصولات در برابر حشرات مضر
افزایش راندمان جذب آب و کود در گیاهان زراعى
22
مراحل چرخه سوخت هسته ای را بیان کنید؟ توضیح دهید علت غنی سازی چیست؟
1- فراوری سنگ معدن اورانیوم
٢- تبدیل و غنی سازی اورانیوم
٣ – تولید سوخت هسته ای
٤ – بازفرآوری سوخت مصرف شده
اورانیوم در طبیعت به صورت دو ایزوتوپ 235و238 وجود دارد. اورانیوم 235 مهم ترین ماده مورد استفاده در راکتورهای هسته ای است اما درصد این ایزوتوپ در طبیعت پایین است (0/7%) به همین دلیل برای بالا بردن درصد فراوانی آن غنی سازی می شود.
23
کیک زرد چیست؟ مراحل فرآوری آن تا آغاز غنی سازی را توضیح دهید؟
کیک زرد در واقع محصول فراوری سنگ معدن اورانیوم است و به ترکیباتی از اورانیوم گفته میشود که ناخالصیهای معدنی آن به میزان زیادی گرفته شده و حاوی ٧٠ تا ٩٠ درصد اکسید اورانیوم از نوع است.
به و بعد طی مراحلی به تبدیل می شود در نهایت این ترکیب به هگزافلوئورید اورانیوم تبدیل می شود. این ترکیب در دمای 56 درجه سانتی گراد تصعید شده و برای غنی سازی وارد سانتریفوژ می شود.
24
چند نمونه از کاربردهای انرژی هسته ای را در بخش صنایع بیان کنید؟
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؛
طراحی و ساخت انواع سیستم های هسته ای جهت کاربردهای صنعتی،
25
R. yaun, B.(2002). Efficacy of ultraviolet treatments for the inhibition of pathogenes on the surface of fresh fruits and vegetables. A thesis submitted in partial fulfillment of the requirments for the degree of masters of science in food science and technology,virginia,16-45
http://www.fsis.usda.gov/OA/topics/irrmenu.htm
http://www.acsh.org/publications/booklets/irradiated.pdf
Prudente, A.D., King, J.M., (2002), Efficacy and safety evaluation of ozonation to degrade aflatoxin in corn,, Journal of food science, 67, 8, pp: 2866- 2872
26
References
از توجه شما متشکرم
27