گزارش فناوری مهر؛
فناوری هسته ای نگهبان آب و خاک کشورها
انرژی هسته ای بعنوان یک منبع انرژی پاک پتانسیل فراوانی دارد و محققان می توانند با کمک این فناوری نوین در استفاده بهینه از آب و خاک به کشورها کمک کنند.
به گزارش کارا پیام به نقل از مهر، دو عنصر اصلی برای توسعه تمدن انسانی خاک و آب هستند. این درحالی است که حالا به علت فعالیتهای انسانی و تغییرات آب و هوایی هر دو این عناصر در معرض نابودی قرار دارند. ازاین رو جای تعجبی ندارد خشکسالی در نقاط مختلف جهان دیده می شود. در همین راستا خیلی از دولت ها و سازمان های بین المللی کوشش می کنند با استفاده از روش های مختلف آب و خاک را زنده نگهدارند و تمدن انسانی را نجات دهند.
انرژی هسته ای از خاک محافظت می کند
یکی از روش های حفظ آب و خاک استفاده از فناوری های هسته ای است. این انرژی پاک بدون صدمه رساندن به محیط زیست به ارزیابی خاک، میزان فرسایش و همینطور شیرین سازی آب کمک می نماید. آژانس بین المللی انرژی اتمی(IAEA) در همین راستا از محققان در سرتاسر جهان پشتیبانی می کند تا روش هایی برای ارزیابی فرسایش خاک و حفظ خاک را به کار گیرند.
این آژانس همراه سازمان خواربار و کشاورزی ملل متحد (FAO) با کمک فناوری هسته ای روش های ایزوتوپیک مختلفی به کار می گیرند تا میزان استفاده از آب و مواد مغذی برای هر محصول را تعیین کنند و از طرفی قابلیت باروری خاک و بهره وری آن برای کشاورزی هوشمند و مبتنی بر تغییرات آب و هوایی در شرایط بسیار خشک را ارتقا دهند.
یکی از این روش ها استفاده از رادیونوکلئیدها است که برای تعیین فرسایش خاک و تاثیرگذاری روش های حفظ مواد مغذی خاک به کار می رود. روش دیگر توسعه تکنیک های آبیاری مقیاس کوچک به نام آبیاری قطره ای و استفاده از کاوشگر نوترونی برای تعیین سطح رطوبت خاک و تصمیم گیری درباره میزان آبی است که باید به خاک اضافه شود.
این روش های هسته ای در کشورهای مختلف آفریقا، آسیا و اقیانوسیه و آمریکا لاتین به کار گرفته شده اند. به کارگیری این روش ها بخشی از برنامه همکاری فنی IAEA در پشتبیانی از روش های کشاورزی هوشمند در مالی، موریتانی، نیجریه، سودان، شیلی، مراکش، سریلانکا، تونس، اوگاندا و ویتنام است.
رصد رطوبت خاک با ایزوتوپ ها
در ادامه آنچه گفته شد میتوان به نمونه تحقیقات در نیجریه اشاره نمود. در این کشور روش هایی برای کشت محصول با استفاده از میزان کم آب بعنوان کشاورزی هوشمند شکل گرفته است. کارشناسان محلی به دانشجویان دانشگاه فدرال Oye Ekiti شیوه استفاده از آبیاری قطره ای را آموزش داده اند. این آموزش شامل رصد رطوبت خاک و میزان کود مورد نیاز خاک با استفاده از ایزوتوپ های هسته است. اطلاعات جمع آوری شده به کشاورزان منتقل می شود تا تضمین شود آنها داده هایی به روز برای ارتقای کیفیت محصول در اختیار دارند.
در این میان جهت بررسی و تعیین میزان استفاده از کود در خاک هم از فناوری هسته ای استفاده می شود. نیتروژن یکی از مهم ترین مواد مغذی برای تولید محصول است و نقش مهمی در فتو سنتز دارد. همینطور یکی از اجزای اصلی آمینو اسیدها است که در پروتئین مواد غذایی یافت می شود.
نیتروژن ۱۵ یک ایزوتوپ پایدار نیتروزن است که یک نوترون اضافه دارد و میتوان آنرا از اتم های دیگر تشخیص داد. با استفاده از کود N۱۵ به بخش کوچکی از زمین میتوان میزان حرکت و مقدار نیتروژن گیاه را اندازه گرفت تا مشخص کرد چه میزان کود باید استفاده گردد.
سنجش رادئونوکلئید ها برای رصد فرسایش خاک
نمونه دیگر ویتنام است. در این کشور سه چهارم زمین ها شیب دار است و فرسایش یک چالش جدی بشمار می رود. IAEA با همکاریFAO در ایالت لام دانگ نرخ فرسایش خاک را با استفاده از روش های هسته ای در ۲۷ منطقه اندازه گرفته اند. به قول «فان سون های» مدیر مرکز تحقیقات و رصد محیط زیست در انستیتو تحقیقات هسته ای دالات از روش های حفاظتی مناسب مانند کشت درهم، ایجاد حوضچه هایی نزدیک درختان قهوه برای نگهداری و حفظ آب، بهره برده اند.
این پروژه در سال ۲۰۱۲ میلادی انجام شد. بعد از آن «سون های» با همکاران دیگرش در سرتاسر این کشور فعالیت کرد تا روش های هسته ای برای رصد فرسایش خاک را به کار گیرد. در این روش از رادیونوکلئیدهای ریزشی(FRNs) استفاده می شود. این مواد به صورت کلی هنگام آزمایش تسلیحات هسته ای در منطقه بزرگی از جهان پراکنده می شود. البته این مواد در اتمسفر زمین وجود دارند و به وسیله باران روی سطح خاک ذخیره می شوند.
FRN ها به شناسایی تغییرات در توزیع الگوهای خاک و ارزیابی کارآمدی روش های حفظ و نگهداری خاک کمک می کنند. این مواد را میتوان با استفاده از یک دستگاه طیف سنج گاما با وضوح بالا اندازه گیری نمود.
بهبود کشاورزی در مالزی با هسته ای
مالزی هم یکی دیگر از کشورهایی است که برای مقابله با فرسایش خاک و بهبود وضعیت کشاورزی از روش هسته ای بهره برده است. مالزی هم بخشی از پروژه فعالیتهای آژانس بین المللی انرژی هسته ای و فائو بود.
فرسایش خاک در ایالت پرلیس مالزی به مدت ۱۰ سال رصد شد و طی دو سال منتهی به ۲۰۱۵ از روش های هسته ای استفاده شد. محققان با کمک روش های جدید به جزئیات بیشتری از وضعیت خاک دست پیدا کردند. قبل از آن محققان فقط می توانستند نرخ رسوبات در دریاچه ها را رصد کنند اما قادر به شناسایی منبع دقیق آن نبودند اما با استفاده از روش های هسته ای توانستند منبع دقیق فرسایش را ردیابی کنند و اقدامات لازم را برای رفع این مشکل به کار گیرند.
انرژی هسته ای برای رصد و پایش آب های زیر زمینی
۷۱ درصد از سطح کره زمین را آب در بر گرفته است اما ۹۸ درصد آب تازه زمین زیر پوسته آن قرار دارد. آب های زیرزمینی منابعی حیاتی برای تأمین آب شرب، کشاورزی، صنعت و توریسم هستند. همینطور آب های زیر زمینی منبعی برای کشت مواد غذایی جهان به شمار می آیند. این درحالی است که خیلی از منابع زیر زمینی در معرض خطر نابودی، آلودگی و اضافه برداشت قرار دارند. در همین راستا آژانس بین المللی انرژی هسته ای از کشورهایی پشتیبانی می کند که با فناوری هسته ای برای درک دینامیک آب استفاده می نمایند. در این روش از ایزوتوپ ها استفاده می شود. محققان می توانند مولکول های آب را در چرخه آب (تبخیر، بارش، فیلتر، آب دور ریز وغیره) ردیابی کنند.
کمال زواری استاد دانشگاه و رئیس دانشکده ملی مهندسیSfax در تونس می گوید: با استفاده از این روش محققان می توانند اطلاعات مهمی درباره جریان، مدت زمان جریان یافتن آب و نرخ تجدید آب های زیرزمینی استفاده کنند. در همین راستا آٰژانس بین المللی انرژی هسته ای پروژه همکاری در سال ۲۰۱۲ میلادی با همکاری محققان از الجزیره، بنین، بورکینافاسو، کامریون، چاد، غنا، مالی، موریتانی، نیجریه، سنگال و توگو اجرا کرد.
آب شیرین کن های هسته ای در اقصی نقاط دنیا
یکی از نتایج خشکسالی، کمبود آب شیرین است. تخمین زده می شود حدود یک پنجم جمعیت جهان به آب شرب پاک دسترسی ندارند. ساکنان صحراها و مناطق خشک آسیا و شمال آفریقا بیشتر از بقیه مناطق با این روند درگیر هستند.
یکی از طریق های تأمین آب شرب هم اکنون هم استفاده از آب شیرین کن ها است.
به طور معمول از منابع مختلفی برای شیرین سازی آب استفاده می شود که سوخت های فسیلی یکی از آنها هستند. اما انرژی هسته ای بعنوان یک منبع پاک، برای شیرین سازی آب و تولید برق کاربردهای فراوانی دارد.
گاهی اوقات نگرانی هایی درمورد تاثیرات زیست محیطی استفاده از این انرژی وجود دارد. اما در سال ۲۰۱۸ میلادی نتایج یک مطالعه ۶ ساله در استرالیا منتشر گردید و نشان داد تاثیرات استفاده از این انرژی بر محیط زیست اندک است.
راکتورهای کوچک و متوسط برای شیرین سازی آب مناسب هستند. بیشتر اوقات این راکتورها با استفاده از بخار آب ناشی از توربین ها، الکتریسیته هم تولید می کنند.
شیرین سازی آب حتی برای مناطق گرفتار خشکسالی هم برق فراهم می آورد. قابلیت اجرایی واحدهای آب شیرین بخصوص در قزاقستان، هند و ژاپن تایید شده است.
یکی از نمونه های آب شیرین کن هسته ای، راکتور BN-۳۵۰ در آکتائو واقع در قزاقستان است که به صورت موفقیت آمیزی MWe ۱۳۵ برق تأمین می کند و همزمان ۸۰ هزار مترمربع آب شرب در روز تولید می کند. این راکتور از سال ۱۹۹۹ مشغول کار است.
تولید برق با آب شیرین کن هسته ای و تجربه کشورها
در ژاپن حدود ۱۰ واحد آب شیرین کن با راکتورهای آب پرفشار برق تولید می کنند و روزانه ۱۴ هزارمترمکعب آب شیرین هم می سازند.
هند هم از دهه ۱۹۷۰ میلادی تحقیقات درباره آب شیرین کن را شروع کرد. در سال ۲۰۰۲ میلادی یک واحد همراه دو راکتور دوقلوی ۱۷۰MWe در ایستگاه انرژی اتمی در جنوب شرقی هند راه اندازی شدند. این پروژه هیبریدی آب شیرین کن هسته ای ظرفیت تولید ۱۸۰۰ مترمکعب آب در روز و یک واحد تقطیر ناگهانی چند مرحله ای(MSF ) هم ظرفیت تولید ۴۵۰۰ مترمکعب آب در روز را دارد.
از سال ۲۰۱۰ نیروگاه اتمی روستوف روسیه در ولگودونسک با استفاده از ۸ واحد MED در مجموع ۹۶۰۰ متر مکعب در روز آب تولید کرده است. سایر واحد های دیگر هم از MED و RO برای نمک زدایی استفاده می نمایند.
از سوی دیگر کره جنوبی هم راکتورهای هسته ای کوچکی را توسعه داده که برای تولید برق و آب شرب مناسب هستند.
راکتور ۳۳۰ MWt SMART طوری طراحی شده تا چرخه عمر طولانی داشته باشد و هر ۳ سال یک مرتبه نیازمند سوختگیری است.
منبع: كارا پیام
این مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب