آثار مخرب تشعشع بر سیستم زنده

آثار مخرب تشعشع بر سیستم زنده

آسیب تشعشع به سلولهای پستانداران را می توان به سه دسته تقسیم بندی کرد :
(1) آسیب کشنده ، که غیر قابل برگشت و غیر قابل ترمیم است و بنا به تعریف منجر به مرگ سلول می شود .
(2) آسیب زیر کشنده که در شرایط طبیعی طی چند ساعت ترمیم می شود ، مگر آنکه آسیب زیر کشنده دیگری به سلول وارد شود ( برای مثال ، از یک دز تشعشع بعدی ). این دو آسیب با یکدیگر اندرکنش انجام داده و به آسیب کشنده منجر می شود . بنابراین ، افزایش بقا در رژیمهای تقطیعی با فاصله زمانی مناسب مبین ترمیم آسیب زیر کشنده است و (3) آسیب قابل کشنده ( PLD ) ، جزئی از آسیب تشعشع که با شرایط محیطی بعد از تابش گیری قابل تعدیل است . تمام این سه مورد صرفاً اصطلاحات عملی می باشد زیرا در سلولهای پستانداران مکانیزمهای ترمیم و مقاومت بخوبی در سطح مولکولی شناخته نشده است .
در چند گونه مخمر ،‌ جهش یافته هایی جداسازی شدند که به مرگ آوری اشعه ایکس ( یا اشعه فرابنفش ) حساسیت نشان می دهند . بسیاری از گونه های وحشی نیز با نقصهای ژنی جداسازی شدند که در بعضی موارد توالیهای DNA آنها نیز تعیین شده است . ظاهراً محصولات ژنی به طور مستقیم در فرایند ترمیم دخالت دارند یا تابعی از عناصر کنترلی بازرس مولکولی می باشند .
در سلولهای پستانداران اولین ژن ترمیم شناسایی شده مربوط به ژن ترمیم آسیب ناشی از میتومایسین C بوده است . این ژن که روی کروموزوم 18 انسان قرار دارد، شناسایی و تعیین توالی شده است . وضعیت برای اشعه ایکس بسیار مشکلتر می باشد زیرا رده های سلولی جهش یافته پستانداران – که در مقایسه با نوع وحشی از حساسیت پرتوی بسیار بالایی برخوردارند – بسادگی در دسترس قرار ندارند . برای مثال ، در مورد میتومایسین C ، حساسیت سلولهای جهش یافته و وحشی به دارو تا حدود 500 برابر متفاوت است در حالی که بسیاری از جهش یافته های پستانداران و حساس به پرتو در مقایسه با سلولهای نرمال فقط 2 تا 3 برابر حساسیت بیشتری نشان می دهند . این امر جداسازی ژنهای ترمیم طبیعی اشعه ایکس را از نظر فنی مشکل می سازد . به هر حال ، در انسان یک ژن با قابلیت اصلاح حساسیت اشعه ایکس در یک رده سلولی جهش یافته در هامستر چینی جداسازی و موقعیت و توالی آن روی کروموزوم 19 مشخص و تعیین شد . ژن در نقص ژنتیکی اتاکسی تلانژکتیازی انسان – که حساسیت پرتوی زیادی نشان می دهد و مستعد ابتلا به سرطان است – نیز کلون و تعیین توالی شد
آسیب قابل کشنده
تغییر شرایط محیطی پس از تابش اشعه ایکس به علت رخداد ترمیم PLD ، بر نسبت سلولهای زنده ناشی از تابش دزی معین تاثیر می گذارد . این آسیب بالقوه کشنده است زیرا تحت شرایط فیزیولوژیک طبیعی بیان آن به مرگ سلول منجر می شود . اما اگر در نتیجه دستکاری در محیط پس از تابش گیری ، بقا افزایش یابد، ترمیم PLD روی داده است .
اگر سلولهای تابش دیده ، به جای محیط کاشت کامل به مدت چند ساعت در محلول نمکی نگهداری شوند ، PLD ترمیم می شود . البته این نوع تیمار ، تیماری نامناسب برای سلولهاست و به هر حال ، به آنچه که در شرایط فیزیولوژیک روی می دهد ، شبیه نیست . لی تل و همکارانش فرایند ترمیم PLD را در کشتهای سلولی در مرحله ثابت بررسی کردند و به نظر می رسد الگوی in vitro مناسبی برای سلولهای تومور در شرایط in vitro باشد ( شکل 5-1 ) . درصورت نگهداری سلولها در این مرحله به مدت 6 تا 12 ساعت پس از تابش گیری و سنجش قابلیت تشکیل کلونی آنها ، بقای سلولها به طور قابل ملاحظه ای افزایش خواهد یافت .
با نشان دادن مشابهت مکانیزم و حجم ترمیم PLD در in vitro با تومورهای آزمایشگاهی in vivo ، اهمیت ارتباط PLD  در پرتودرمانی بیشتر شد . اگر تابش گیری تومور در in situ و برداشت سلولها از بافت اولیه برای تعیین قابلیت تولید مثل با وقفه ای چندین ساعته روبرو شود ، در این حالت ، ترمیم به افزایش قابل توجه بقای سلول منجر خواهد شد ( شکل 5-2 ).
شایان ذکر است جمعبندی داده های تجربی قابل دسترسی با ترمیم PLD موافقت کلی دارد . در صورت نامناسب بودن شرایط ، پس از تابش گیری برای رشد سلولها – به گونه ای که سلولها نتوانند با کروموزومهای آسیب دیده وارد مرحله میتوز شوند – نسبت بقای سلولها افزایش می یابد . همچنین اگر با ایجاد شرایط نامناسب رشد در میتوز تاخیری ایجاد شود ، آسیب DNA ترمیم می گردد .
اهمیت ترمیم PLD در پرتودرمانی بالینی مورد بحث است . با توجه به روی دادن این فرایند در تومورهای قابل پیوند حیوانات دلیلی مبنی بر فرض روی ندادن آن در تومورهای انسان وجود ندارد . از سوی دیگر پیشنهاد شد مقاومت پرتویی انواع خاصی از تومورهای انسان به قابلیت ترمیم PLD آنها ارتباط دارد ؛ به عبارت دیگر ، تومورهای حساس به پرتو ، ترمیم PLD را بخوبی انجام نمی دهند اما تومورهای مقاوم به اشعه ، از مکانیزم های ترمیمی مناسب برای PLD برخوردارند. علی رغم جالب و جذاب به نظر رسیدن این فرضیه ، اما هنوز به بررسی بیشتری نیاز دارد .

 

سایت‌های دفن زباله نیروگاه بوشهر آماده است

سایت‌های دفن زباله نیروگاه بوشهر آماده است

پسمانده‌ها و زباله‌های هسته‌ای نیروگاه اتمی بوشهر براساس برنامه‌های مدون، مطابق استانداردهای جهانی و معیارهای ایمنی دفن می‌شوند. سوخت مصرف شده سالانه تمام راكتورهای جهان را می‌توان درون یك ساختمان دوطبقه‌ای كه در محوطه یك زمین بسكتبال ساخته شده جای داد.

پسمانده‌ها و زباله‌های هسته‌ای نیروگاه اتمی بوشهر براساس برنامه‌ای مدون، مطابق استانداردهای جهانی و معیارهای ایمنی دفن می‌شوند.»

در حال حاضر یكی از مهمترین نگرانی های موجود در میان مردم عادی چگونگی دفن زباله‌های اتمی است. همواره ناشناخته بودن پدیده‌ای جدید علمی در هر كشوری موجب می‌شود فضای علمی و عملی با شایعات بیالاید و موجب رشد نگرانی در میان مردم شود. گرچه هنوز در ایران نیروگاه اتمی با مقیاس اقتصادی راه‌اندازی شده و به طبع زباله‌ای نیز برای دفن وجود ندارد، اما كارشناسان نیروگاه بوشهر تمامی پیش‌بینی‌های لازم را برای دفن پسمانده‌ها كرده‌اند. به‌طوری كه كارشناس پسمانداری معاونت نیروگاه‌های سازمان انرژی اتمی ضمن اعلام استاندارد بودن دفن زباله‌های اتمی نیروگاه بوشهر در آینده می‌گوید: «چون نیروگاه اتمی بوشهر هنوز سوخت مصرف نكرده، زباله‌ای برجا نگذاشته است اما شرایط ایمنی كامل برای مراحل راه‌اندازی تدوین شده است. »

زهرا صابونی می‌افزاید: «زباله‌های هسته ای در این نیروگاه به سطوح كم، متوسط و زیاد مطابق استانداردهای كشور روسیه طبقه‌بندی شده و هركدام مراحل لازم و ایمن خود را تا دفن می‌گذرانند».

او اطمینان می‌دهد كه در آینده تمامی زباله‌ها از نظر ایمنی و محیط‌زیست بررسی و كنترل می‌شوند و جای نگرانی نیست. قسمتی از آب استفاده شده در نیروگاه اتمی بوشهر هم كه دوباره به دریا باز می‌گردد تحت كنترل تمام موازین بهداشتی خواهد بود.

سایت‌های دفن زباله نیز مطابق با استانداردهای

نظام ایمنی طراحی و پیش‌بینی شده كه پسمانده‌های حد متوسط در این سایت نگهداری می‌شوند.

هدیه طبیعت برای توسط پاكیزه
جادوی نیروی هسته‌ای آن است كه می‌توان از یك مشت عنصر اورانیوم كه با غلظت‌های بسیار بالا در زیرزمین یافت می‌شود، مقدار زیادی نیرو به‌دست آورد. پسمانده‌های هسته‌ای نیز همین ارزش را به میزان كمتری دارند و می‌توان آن را با اطمینان و بدون خطر با ذخیره كردن در زمین به كره زمین باز گرداند.

از آنجا كه این مقدار عظیم انرژی تنها پسمانده محدودی را كه قابل كنترل نیز هست برجا می‌گذارد، اورانیوم را هدیه طبیعت برای توسعه پاكیزه اقتصادی می‌نامند. در عوض ضایعات ناشی از سوخت‌های فسیلی زیاد و غیرقابل كنترل است و نمی‌توان آن را نگهداری كرد بلكه باید ضایعات سوخت‌های فسیلی را در محیط رها كرد.

براساس سیاست‌های كنونی، سوخت‌های فسیلی و نیروی هسته‌ای براساس اصول متفاوتی مورد استفاده قرار می‌گیرند. یعنی دولت‌ها كه به دلیل تأمین «نیروی ارزان» از سوی مردم تحت فشار هستند، از محیط زیست به‌عنوان زباله‌دانی برای ضایعات سوخت‌های فسیلی استفاده می‌كنند. در عین حال در بیشتر كشورها هزینه نیروی هسته‌ای در بردارنده سهمی است كه برای نگهداری و نابودی دایمی و بدون خطر پسمانده‌های آن كنار گذاشته می‌شود.

پسمانده‌های تمدن جدید
تمدن جدید مقادیر متنابهی پسمان صنعتی تولید می كند كه باید تحت كنترل و یا نابود شوند. در میان این پسمان‌ها، پسمان‌های هسته‌ای - كه تعداد آنها در مقایسه با سایر زباله‌ها بسیار ناچیز است – قابل كنترل هستند. در حالی كه پسمانده‌های اتمی مورد بمباران تبلیغاتی و خبری قرار گرفته، در حال حاضر با روش‌های جدید 90 درصد پسمانده‌های هسته‌ای قابل بازیافت است و تنها 10 درصد آن غیرقابل مصرف و البته قابل كنترل است. در عوض زباله‌های شیمیایی هزاران بار از نظر حجمی بیشترند، می‌توانند برای همیشه سمی باقی بمانند و مسأله نابودی آنها بسیار

دشوار است. این در حالی است كه بنابر تحقیقات انجمن جهانی هسته‌ای (WNA) پسمان‌های هسته‌ای غیرنظامی در صورتی كه به‌طور مؤثر و مفید مورد حفاظت قرار گیرند، هیچ‌گاه برای انسان و محیط‌زیست زیبانبار نخواهند بود.

پسمان‌های هسته‌ای كه به شدت رادیو اكتیو هستند، نیاز به انبار كردن طولانی با طراحی مناسب دارند تا شدت رادیو اكتیویته آنها به سطوح طبیعی تنزل كند. به هر حال سوخت مصرف شده سالانه تمام راكتورهای جهان را می‌توان درون یك ساختمان دوطبقه‌ای كه در محوطه یك زمین بسكتبال ساخته شده، جای داد.

زلزله هم خطرساز نیست
آیا در پهنه جغرافیایی اماكنی هست كه بتواند پسمان‌های هسته‌ای را بدون خطر برای كره زمین، در خود حفظ و قرنطینه كند؟
چنانچه تردیدی در این مورد وجود دارد، كافی است به یادآوریم میلیون‌ها سال است، تریلیون تریلیون لیتر از گاز طبیعی در زیر زمین و در یك جای ثابت قرار دارد. در مقایسه با این حجم، مقدار پسمان هسته‌ای كه نیاز به انبارشدن دایمی دارد بسیار ناچیز است.

دیگر اینكه این پسمان‌ها مایع و فرار نیستند بلكه به صورت سرامیك‌های پایدار دفن می‌شوند.

طبیعت نمونه خوبی از «انبار كردن» پسمان‌های هسته‌ای را دراختیار ما قرار داده است. حدود دو میلیارد سال پیش در جایی كه اكنون كشور آفریقایی گابن قرار دارد، ذخایر طبیعی و غنی اورانیوم موجب شد تا فعالیت‌های خود به‌خودی از واكنش‌های عظیم هسته‌ای ایجاد شود. از آن زمان با وجود بارش هزاران ساله باران‌های استوایی و وجود سفره‌های آب زیرزمینی «پسمان» حاوی رادیو اكتیویته ناشی از «راكتورهای طبیعی» تنها كمتر از 10 متر جابجا شده است.

دانشمندان هسته‌ای، زمین شناسان و مهندسان، طرح‌های مفصلی برای انبار كردن بدون خطر و زیرزمینی پسمان‌های هسته‌ای ارائه كرده‌اند.

یك سازه زمین‌شناختی پایدار با حصارهای بسیار مطمئن ساخته می‌شود.

لایه‌های اضافی حفاظتی آن از «حصارهای متعدد مهندسی‌ساز» تشكیل شده است كه سرامیك سوخت و كانتینرهای بزرگ را با طول عمر زیاد در خود جای می‌دهد. این مخازن زیر زمینی با این تضمین كه تشعشع زیانبار حتی براثر زلزله‌های شدید یا گذشت زمان نیز به سطح زمین نفوذ نكند، طراحی شده‌اند.
در صورتی كه فناوری‌های جدید راه‌هایی را برای استفاده مجدد از مواد یا تسریع زوال رادیواكتیویته ارائه دهند، پسمان‌های هسته‌ای را نیز می‌توان بازیافت كرد.

بایدهای دیپلماسی هسته‌ای امروز ایران

بایدهای دیپلماسی هسته‌ای امروز ایران

 

پس از چندین ماه كش‌وقوس سیاسی، و مذاكرات فشرده عاقبت الامر شورای حكام آژانس بین المللی انرژی اتمی در خصوص گزارش پرونده هسته‌ای ایران، به شورای امنیت سازمان ملل متحد به توافق رسید و با 27 رای موافق در برابر 5 رای ممتنع و 3 رای مخالف نظر خود را در این خصوص اعلام نمود.

اما سؤال اصلی در این راستا این است كه چرا علیرغم اظهارات مذاكره كننده كشورمان در خصوص عدم هماهنگی و ائتلاف، اكثریت كشورها با اعلام گزارش موافقت نمودند.

متاسفانه بر خلاف خوشبینی دستگاه دیپلماسی كشورمان، در نشست اخیر شورای حكام از سوی سه كشور اروپایی، آمریكا، روسیه و چین، بررسی مشتركی در خصوص پرونده ایران صورت گرفت و این كشورها تصمیم گرفتند كه در یك تصمیم گیری مشترك شورای امنیت را از پرونده هسته‌ای ایران آگاه سازند. این مسئله نشان می‌دهد كه چین و روسیه هم كاری و همگامی با اروپا و آمریكا را بر ایران ترجیح داده واتخاذ یك سیاست میانه رو با كلمات دیپلماتیك اما و اگر روی آورده اند و از نگاه دیگر، مذاكره‌كنندگان ایران آن چنان چانه زنی خوبی را از خود نشان نداده‌اند.

چنانچه می‌دانیم تا پیش از نشست لندن و نشست اخیر شورای حكام، بین غرب (آمریكا و اروپا) و شرق، (روسیه ـ چین) بر سر نحوه رویارویی با پرونده ایران، اختلاف وجود داشت. كشورهای غربی، به ویژه آمریكا، اصرار داشتند كه پرونده هسته‌ای ایران باید به شورای امنیت ارجاع شود، ولی چین و روسیه، این پافشاری را منطقی نمی‌دانستند و زمان كنونی را برای این كار مناسب نمی‌شمردندحتی در دیدار وزیر خارجه كشورمان با همتای چینی خود و سفر لاریجانی به روسیه هر دو كشور مخالفت خود را با ارجاع پرونده ایران به شورای امنیت اعلام كرده بودند اما قبل از نشست فوق العاده شورای كام در نشست لندن راه‌حل میانه‌ای برای حل اختلاف این دو گروه پیدا شد؛ به این ترتیب كه به جای ارجاع پرونده به شورای امنیت، برای تصمیم‌گیری، صرفا گزارش از فعالیت‌های هسته‌ای ایران به این شورا «جهت اطلاع» ارسال شود كه این راه حل در نشست شورای حكام نیز به تصویب رسید و نشان داد كه كشورهای غربی و حتی چین و روسیه نیز خارج از سازمانها و نهادهای بین المللی سیاستهای خود را بر اساس منافع ملی خاص خود طراحی می‌نمایند و نشست در سازمانهای بین المللی صرفا محل تصویب است و نه چانه زنی.

در نهایت گام اول كه می‌تواند تاثیرات منفی بر جای بگذارد، بر داشته شد. نفس قطعنامه اخیر شورای حكام بر آن است تا به این وسیله، فشار علیه ایران را تشدید و به ایران اعلام نماید كه ارجاع به شورای امنیت، یك بلوف نیست، بلكه می‌تواند صورت عملی به خود بگیرد و مشكلاتی را بوجود آورد.

از نگاه دیگر هنوز فضای مناسب برای گفتگو وجود دارد و استفاده كردن از واژه‌های پایان دیپلماسی مناسب فضای كنونی پرونده ایران نمی تواند باشدزیرا راه را برای اظهارات دیگر مقامات كاخ سفید و تبلیغات منفی و مخرب رسانه‌های مسموم باز می‌نماید ایران باید نشان دهد كه هنوز هم مانند سابق در چارچوب مذاكرات مسالمت آمیز و اجرای ان پی تی گام بر می‌دارد بنابراین هنوز هم گفتگو تنها شیوه و بهترین راه برای برخورد با پرونده هسته‌ای ایران است.

بنابراین باید بر این نكته تاكید كرد كه ارجاع گزارش پرونده هسته‌ای ایران به شورای امنیت پایان دیپلماسی نیست و گزینه‌هایی همانند حمله نظامی به ایران تنها متعلق به «میز» است.

در این راستا ما باید بكوشیم با پیشه كردن سیاست صبر راهی برای خروج از بن‌بست و ارتقای روابط فیمابین، حقوق حداكثری خود را در این پروژه لحاظ كنیم و با طرفهای مقابل به توافق برسیم.

در واقع اظهارات ناسنجیده آن هم در چنین اوضاعی، می‌تواند برای برخی كشورها كه دم از دوستی با ایران می‌زنند اما در لوای آن اقداماتی دیگر انجام می‌دهند موثر باشد. مسكو و پكن كه اكنون با گزارش پرونده ایران به شورای امنیت موافقت كرده‌اند، بر آنند در مذاكرات آتی خود با تهران، امتیازات بیشتری را از آن خود كنند؛ بنابراین، موضع كنونی این دو كشور را نمی‌توان رویكرد دایمی و استراتژیك آنها دانست و آن را دارای همان خاستگاه‌ها و دیدگاه‌های آمریكا و اروپا برشمرد.

روسیه و چین، با مشاركت در طرح «گزارش به شورای امنیت»، همچنان در صدد امتیازگیری از آمریكا و اروپا و ایران هستند. درواقع، روس‌ها و چینی‌ها، از شگرد «بازی در میانه میدان» بهره گرفته‌اند تا بتوانند «هم از توبره بخورند و هم از آخور.

هر گونه تصمیم گیری شتابزده وضعیت را پیچیده ‌تر و تصمیم‌گیری را هزینه‌زاترمی كند و این اصل كه هرگونه امتیازدهی، منجر به پیشروی‌های بیشتر و بلاعوض طرف مقابل خواهد شد، همچنان پابرجا خواهد ماند تشدید فعالیت‌های دیپلماتیك، بازگرداندن مسیر پرونده هسته‌ای به فاز حقوقی و فنی گزینه‌هایی هستند كه باید در شرایط حاضر بر آن تاكید شود و اكنون زمان برای رو كردن برخی برگها زود است.باید لحن همكاری در این مسئله را با ظرافت خاص دیپلماتیك عنوان كرد.

باز باید بر این نكته تاكید كرد كه گفتگو تنها شیوه و بهترین راه برای برخورد با پرونده هسته‌ای ایران است واین مهم است که گفتگوها با ایران به چه شکلی ادامه پیدا کند ایران باید به نحوی عمل نماید كه اروپا باید در تداوم گفتگوهای خود با ایران سیاستهای جدیدی را در پیش بگیرد و اروپا چارچوب جدیدی برای ادامه گفتگوهای خود بر سر موضوع هسته‌ای ایران پیدا کنند.

البته باید در لوای تلاشها این نكته نیز برای اروپا و جامعه جهانی مشخص شود كه زمانی اختلاف نظرها با ایران بر سر برنامه‌های هسته‌ای این کشور حل و فصل پیدا می‌کند که زمینه مناسبی برای غنی سازی اورانیوم در خاک این کشور و دستیابی به فناوری روز و جدید برای آنها میسر و فراهم شود".": باید تلاش شود تا با گفتگو با ایران امکانی به این کشور داده شود تا مراحل لازم برای دستیابی و برخورداری از تکنولوژی روز هسته‌ای محقق شده و ایران بتواند از این راه به فنآوری پیشرفته مسلط شود

بدیهی است، اگر قرار است امتیازی بگیریم، باید امتیازی بدهیم و بالعكس، لذا لازم است برگ برنده‌هایی در دست داشته باشیم؛ بنابراین در اوضاع كنونی و در آینده حساسی كه پیش رو داریم، هیچ چیزی به اندازه برگ‌های برنده، یاری‌مان نخواهد كرد.
بنابراین، انفعال و ترس از گزارش پرونده به شورای امنیت، دقیقا همان چیزی است كه طراحان قطعنامه اخیر شورای حكام، در صدد آنند.

واقعیت امر این است كه، غربی‌ها نمی‌خواهند، وارد یك بازی پرهزینه و با آینده‌ای نامعلوم شوند؛ بنابراین، پیامی كه در این مقطع از ایران به غرب باید مخابره شود، باید به روشنی، حامل این گزاره باشد كه ادامه تندروی‌های غرب، هرچند می‌تواند برای ایران هزینه‌زا باشد، ولی ایران، تنها كشوری نخواهد بود كه این هزینه‌ها را می‌پردازد؛ بنابراین، بهتر است به مشی میانه‌روانه و منطبق با بازی برد ـ برد بازگردند، زیرا این ماجرا، یا به «باخت ـ باخت» منتهی می‌شود و یا به «برد ـ‌ برد» و حالت سومی وجود ندارد كه بنا بر آن، غربی‌ها به باخت ایران و برد خود دلخوش كنند.

ساختار نیروگاه های اتمی جهان و نیز شرح مختصری درباره طرز غنی سازی اورانیوم

ساختار نیروگاه های اتمی جهان و نیز شرح مختصری درباره طرز غنی سازی اورانیوم

 

مطالبی در مورد ساختار نیروگاه های اتمی جهان و نیز شرح مختصری درباره طرز غنی سازی اورانیوم و یا سنتز عنصر پلوتونیوم :

برحسب نظریه اتمی عنصر عبارت است از یك جسم خالص ساده كه با روش های شیمیایی نمی توان آن را تفكیك كرد. از تركیب عناصر با یكدیگر اجسام مركب به وجود می آیند. تعداد عناصر شناخته شده در طبیعت حدود ۹۲ عنصر است.

هیدروژن اولین و ساده ترین عنصر و پس از آن هلیم، كربن، ازت، اكسیژن و... فلزات روی، مس، آهن، نیكل و... و بالاخره آخرین عنصر طبیعی به شماره ۹۲، عنصر اورانیوم است. بشر توانسته است به طور مصنوعی و به كمك واكنش های هسته ای در راكتورهای اتمی و یا به كمك شتاب دهنده های قوی بیش از ۲۰ عنصر دیگر بسازد كه تمام آن ها ناپایدارند و عمر كوتاه دارند و به سرعت با انتشار پرتوهایی تخریب می شوند. اتم های یك عنصر از اجتماع ذرات بنیادی به نام پرتون، نوترون و الكترون تشكیل یافته اند. پروتون بار مثبت و الكترون بار منفی و نوترون فاقد بار است.

تعداد پروتون ها نام و محل قرار گرفتن عنصر را در جدول تناوبی (جدول مندلیف) مشخص می كند. اتم هیدروژن یك پروتون دارد و در خانه شماره ۱ جدول و اتم هلیم در خانه شماره ۲، اتم سدیم در خانه شماره ۱۱ و... و اتم اورانیوم در خانه شماره ۹۲ قرار دارد. یعنی دارای ۹۲ پروتون است.

ایزوتوپ های اورانیوم

تعداد نوترون ها در اتم های مختلف یك عنصر همواره یكسان نیست كه برای مشخص كردن آنها از كلمه ایزوتوپ استفاده می شود.

بنابراین اتم های مختلف یك عنصر را ایزوتوپ می گویند. مثلاً عنصر هیدروژن سه ایزوتوپ دارد: هیدروژن معمولی كه فقط یك پروتون دارد و فاقد نوترون است. هیدروژن سنگین یك پروتون و یك نوترون دارد كه به آن دوتریم گویند و نهایتاً تریتیم كه از دو نوترون و یك پروتون تشكیل شده و ناپایدار است و طی زمان تجزیه می شود.

ایزوتوپ سنگین هیدروژن یعنی دوتریم در نیروگاه های اتمی كاربرد دارد و از الكترولیز آب به دست می آید. در جنگ دوم جهانی آلمانی ها برای ساختن نیروگاه اتمی و تهیه بمب اتمی در سوئد و نروژ مقادیر بسیار زیادی آب سنگین تهیه كرده بودند كه انگلیسی ها متوجه منظور آلمانی ها شده و مخازن و دستگاه های الكترولیز آنها را نابود كردند.

غالب عناصر ایزوتوپ دارند از آن جمله عنصر اورانیوم، چهار ایزوتوپ دارد كه فقط دو ایزوتوپ آن به علت داشتن نیمه عمر نسبتاً بالا در طبیعت و در سنگ معدن یافت می شوند. این دو ایزوتوپ عبارتند از اورانیوم ۲۳۵ و اورانیوم ۲۳۸ كه در هر دو ۹۲ پروتون وجود دارد ولی اولی ۱۴۳ و دومی ۱۴۶ نوترون دارد. اختلاف این دو فقط وجود ۳ نوترون اضافی در ایزوتوپ سنگین است ولی از نظر خواص شیمیایی این دو ایزوتوپ كاملاً یكسان هستند و برای جداسازی آنها از یكدیگر حتماً باید از خواص فیزیكی آنها یعنی اختلاف جرم ایزوتوپ ها استفاده كرد. ایزوتوپ اورانیوم ۲۳۵ شكست پذیر است و در نیروگاه های اتمی از این خاصیت استفاده می شود و حرارت ایجاد شده در اثر این شكست را تبدیل به انرژی الكتریكی می نمایند. در واقع ورود یك نوترون به درون هسته این اتم سبب شكست آن شده و به ازای هر اتم شكسته شده ۲۰۰ میلیون الكترون ولت انرژی و دو تكه شكست و تعدادی نوترون حاصل می شود كه می توانند اتم های دیگر را بشكنند. بنابراین در برخی از نیروگاه ها ترجیح می دهند تا حدی این ایزوتوپ را در مخلوط طبیعی دو ایزوتوپ غنی كنند و بدین ترتیب مسئله غنی سازی اورانیوم مطرح می شود.

ساختار نیروگاه اتمی

به طور خلاصه چگونگی كاركرد نیروگاه های اتمی را بیان كرده و ساختمان درونی آنها را مورد بررسی قرار می دهیم.

طی سال های گذشته اغلب كشورها به استفاده از این نوع انرژی هسته ای تمایل داشتند و حتی دولت ایران ۱۵ نیروگاه اتمی به كشورهای آمریكا، فرانسه و آلمان سفارش داده بود. ولی خوشبختانه بعد از وقوع دو حادثه مهم تری میل آیلند (Three Mile Island) در ۲۸ مارس ۱۹۷۹ و فاجعه چرنوبیل (Tchernobyl) در روسیه در ۲۶ آوریل ۱۹۸۶، نظر افكار عمومی نسبت به كاربرد اتم برای تولید انرژی تغییر كرد و ترس و وحشت از جنگ اتمی و به خصوص امكان تهیه بمب اتمی در جهان سوم، كشورهای غربی را موقتاً مجبور به تجدیدنظر در برنامه های اتمی خود كرد.

نیروگاه اتمی در واقع یك بمب اتمی است كه به كمك میله های مهاركننده و خروج دمای درونی به وسیله مواد خنك كننده مثل آب و گاز، تحت كنترل درآمده است. اگر روزی این میله ها و یا پمپ های انتقال دهنده مواد خنك كننده وظیفه خود را درست انجام ندهند، سوانح متعددی به وجود می آید و حتی ممكن است نیروگاه نیز منفجر شود، مانند فاجعه نیروگاه چرنوبیل شوروی. یك نیروگاه اتمی متشكل از مواد مختلفی است كه همه آنها نقش اساسی و مهم در تعادل و ادامه حیات آن را دارند. این مواد عبارت اند از:

۱ _ ماده سوخت متشكل از اورانیوم طبیعی، اورانیوم غنی شده، اورانیوم و پلوتونیم است.

عمل سوختن اورانیوم در داخل نیروگاه اتمی متفاوت از سوختن زغال یا هر نوع سوخت فسیلی دیگر است. در این پدیده با ورود یك نوترون كم انرژی به داخل هسته ایزوتوپ اورانیوم ۲۳۵ عمل شكست انجام می گیرد و انرژی فراوانی تولید می كند. بعد از ورود نوترون به درون هسته اتم، ناپایداری در هسته به وجود آمده و بعد از لحظه بسیار كوتاهی هسته اتم شكسته شده و تبدیل به دوتكه شكست و تعدادی نوترون می شود. تعداد متوسط نوترون ها به ازای هر ۱۰۰ اتم شكسته شده ۲۴۷ عدد است و این نوترون ها اتم های دیگر را می شكنند و اگر كنترلی در مهار كردن تعداد آنها نباشد واكنش شكست در داخل توده اورانیوم به صورت زنجیره ای انجام می شود كه در زمانی بسیار كوتاه منجر به انفجار شدیدی خواهد شد.

در واقع ورود نوترون به درون هسته اتم اورانیوم و شكسته شدن آن توام با انتشار انرژی معادل با ۲۰۰ میلیون الكترون ولت است این مقدار انرژی در سطح اتمی بسیار ناچیز ولی در مورد یك گرم از اورانیوم در حدود صدها هزار مگاوات است. كه اگر به صورت زنجیره ای انجام شود، در كمتر از هزارم ثانیه مشابه بمب اتمی عمل خواهد كرد.

اما اگر تعداد شكست ها را در توده اورانیوم و طی زمان محدود كرده به نحوی كه به ازای هر شكست، اتم بعدی شكست حاصل كند شرایط یك نیروگاه اتمی به وجود می آید. به عنوان مثال نیروگاهی كه دارای ۱۰ تن اورانیوم طبیعی است قدرتی معادل با ۱۰۰ مگاوات خواهد داشت و به طور متوسط ۱۰۵ گرم اورانیوم ۲۳۵ در روز در این نیروگاه شكسته می شود و همان طور كه قبلاً گفته شد در اثر جذب نوترون به وسیله ایزوتوپ اورانیوم ۲۳۸ اورانیوم ۲۳۹ به وجود می آمد كه بعد از دو بار انتشار پرتوهای بتا (یا الكترون) به پلوتونیم ۲۳۹ تبدیل می شود كه خود مانند اورانیوم ۲۳۵ شكست پذیر است. در این عمل ۷۰ گرم پلوتونیم حاصل می شود. ولی اگر نیروگاه سورژنراتور باشد و تعداد نوترون های موجود در نیروگاه زیاد باشند مقدار جذب به مراتب بیشتر از این خواهد بودو مقدار پلوتونیم های به وجود آمده از مقدار آنهایی كه شكسته می شوند بیشتر خواهند بود. در چنین حالتی بعد از پیاده كردن میله های سوخت می توان پلوتونیم به وجود آمده را از اورانیوم و فرآورده های شكست را به كمك واكنش های شیمیایی بسیار ساده جدا و به منظور تهیه بمب اتمی ذخیره كرد.

۲ _ نرم كننده ها موادی هستند كه برخورد نوترون های حاصل از شكست با آنها الزامی است و برای كم كردن انرژی این نوترون ها به كار می روند. زیرا احتمال واكنش شكست پی در پی به ازای نوترون های كم انرژی بیشتر می شود. آب سنگین (D2O) یا زغال سنگ (گرافیت) به عنوان نرم كننده نوترون به كار برده می شوند.

۳ _ میله های مهاركننده: این میله ها از مواد جاذب نوترون درست شده اند و وجود آنها در داخل رآكتور اتمی الزامی است و مانع افزایش ناگهانی تعداد نوترون ها در قلب رآكتور می شوند. اگر این میله ها كار اصلی خود را انجام ندهند، در زمانی كمتر از چند هزارم ثانیه قدرت رآكتور چند برابر شده و حالت انفجاری یا دیورژانس رآكتور پیش می آید. این میله ها می توانند از جنس عنصر كادمیم و یا بور باشند.

۴ _ مواد خنك كننده یا انتقال دهنده انرژی حرارتی: این مواد انرژی حاصل از شكست اورانیوم را به خارج از رآكتور انتقال داده و توربین های مولد برق را به حركت در می آورند و پس از خنك شدن مجدداً به داخل رآكتور برمی گردند. البته مواد در مدار بسته و محدودی عمل می كنند و با خارج از محیط رآكتور تماسی ندارند. این مواد می توانند گاز CO2 ، آب، آب سنگین، هلیم گازی و یا سدیم مذاب باشند.

پی نوشت:
* محقق مركز اتمی فرانسه _ دكترای دولتی فرانسه در شیمی فیزیك اتمی



غنی سازی اورانیم
سنگ معدن اورانیوم موجود در طبیعت از دو ایزوتوپ ۲۳۵ به مقدار ۷/۰ درصد و اورانیوم ۲۳۸ به مقدار ۳/۹۹ درصد تشكیل شده است. سنگ معدن را ابتدا در اسید حل كرده و بعد از تخلیص فلز، اورانیوم را به صورت تركیب با اتم فلئور (F) و به صورت مولكول اورانیوم هكزا فلوراید UF6 تبدیل می كنند كه به حالت گازی است. سرعت متوسط مولكول های گازی با جرم مولكولی گاز نسبت عكس دارد این پدیده را گراهان در سال ۱۸۶۴ كشف كرد. از این پدیده كه به نام دیفوزیون گازی مشهور است برای غنی سازی اورانیوم استفاده می كنند.در عمل اورانیوم هكزا فلوراید طبیعی گازی شكل را از ستون هایی كه جدار آنها از اجسام متخلخل (خلل و فرج دار) درست شده است عبور می دهند. منافذ موجود در جسم متخلخل باید قدری بیشتر از شعاع اتمی یعنی در حدود ۵/۲ انگشترم (۰۰۰۰۰۰۰۲۵/۰ سانتیمتر) باشد. ضریب جداسازی متناسب با اختلاف جرم مولكول ها است.روش غنی سازی اورانیوم تقریباً مطابق همین اصولی است كه در اینجا گفته شد. با وجود این می توان به خوبی حدس زد كه پرخرج ترین مرحله تهیه سوخت اتمی همین مرحله غنی سازی ایزوتوپ ها است زیرا از هر هزاران كیلو سنگ معدن اورانیوم ۱۴۰ كیلوگرم اورانیوم طبیعی به دست می آید كه فقط یك كیلوگرم اورانیوم ۲۳۵ خالص در آن وجود دارد. برای تهیه و تغلیظ اورانیوم تا حد ۵ درصد حداقل ۲۰۰۰ برج از اجسام خلل و فرج دار با ابعاد نسبتاً بزرگ و پی درپی لازم است تا نسبت ایزوتوپ ها تا از برخی به برج دیگر به مقدار ۰۱/۰ درصد تغییر پیدا كند. در نهایت موقعی كه نسبت اورانیوم ۲۳۵ به اورانیوم ۲۳۸ به ۵ درصد رسید باید برای تخلیص كامل از سانتریفوژهای بسیار قوی استفاده نمود. برای ساختن نیروگاه اتمی، اورانیوم طبیعی و یا اورانیوم غنی شده بین ۱ تا ۵ درصد كافی است. ولی برای تهیه بمب اتمی حداقل ۵ تا ۶ كیلوگرم اورانیوم ۲۳۵ صددرصد خالص نیاز است. عملا در صنایع نظامی از این روش استفاده نمی شود و بمب های اتمی را از پلوتونیوم ۲۳۹ كه سنتز و تخلیص شیمیایی آن بسیار ساده تر است تهیه می كنند. عنصر اخیر را در نیروگاه های بسیار قوی می سازند كه تعداد نوترون های موجود در آنها از صدها هزار میلیارد نوترون در ثانیه در سانتیمتر مربع تجاوز می كند. عملاً كلیه بمب های اتمی موجود در زراد خانه های جهان از این عنصر درست می شود.روش ساخت این عنصر در داخل نیروگاه های اتمی به صورت زیر است: ایزوتوپ های اورانیوم ۲۳۸ شكست پذیر نیستند ولی جاذب نوترون كم انرژی (نوترون حرارتی هستند. تعدادی از نوترون های حاصل از شكست اورانیوم ۲۳۵ را جذب می كنند و تبدیل به اورانیوم ۲۳۹ می شوند. این ایزوتوپ از اورانیوم بسیار ناپایدار است و در كمتر از ده ساعت تمام اتم های به وجود آمده تخریب می شوند. در درون هسته پایدار اورانیوم ۲۳۹ یكی از نوترون ها خودبه خود به پروتون و یك الكترون تبدیل می شود.بنابراین تعداد پروتون ها یكی اضافه شده و عنصر جدید را كه ۹۳ پروتون دارد نپتونیم می نامند كه این عنصر نیز ناپایدار است و یكی از نوترون های آن خود به خود به پروتون تبدیل می شود و در نتیجه به تعداد پروتون ها یكی اضافه شده و عنصر جدید كه ۹۴ پروتون دارد را پلوتونیم می نامند. این تجربه طی چندین روز انجام می گیرد.

اسکن قلب

اسکن قلب

 

بررسی های قلب و اسکن قلب

بررسی های قلب در پزشکی هسته ای با روشهای پیچیده ای انجام می شود زیرا زنش های پیوسته قلب جزئیاتی را که می توانند در نگاره دیده شوند ، محدود می کند . با بکارگیری سیگنالهای ECG برای فعال کردن آشکارساز در مرحله آسایش زنش قلب توان جداسازی نگاره را می توان افزایش داد .
ویژگیهای فیزیکی و شیمیایی Tc 99m   و حساسیت بسیار دوربینهای گامای امروزی،‌ امکان آشکار ساختن ساختمان قلب ، حجم و رگهای آن را در مرحله های گوناگون زنش قلب فراهم می سازد . روش هم زمان ساختن یا گام گذاری دوربین گاما با به کارگیری ویژگیهای پتانسیل الکتریکی قلب بیمار برای فعال کردن دوربین در هر مرحله دلخواه ،‌ از اهمیت ویژه ای برخوردار است . برای نمونه با گرفتن اسکن از بیمار در حالت جلو مایل به راست به گونه ای که مرزهای بطن چپ در بیرون از بطن راست جا گیرد ، کانتور بطنی یا حجم درون بطنی به هنگام سیستول یا دیاستول با به کارگیری رخدادهای الکتریکی P و QRS منحنی زنش قلب به عنوان ماشه یا آغازگر ممکن است بررسی شود . داده های به دست آمده در این روش برای تجزیه و تحلیل کار بطنی بسیار سودمند است . در شکل (45-4) الکتروکاردیوگرام که نمایشی از ولتاژ قلب نسبت به زمان است به همراه تغییرهای فشار بطن چپ و حجم آن نسبت به زمان برای یک زنش کامل قلب آمده است . با بکارگیری چنین تغییرهایی ،‌ بسیاری از پارامترهای ارزشمند قبلی با گام گذاری می تواند بدست آید . در شکل ( b45-4 ) چگونگی گام گذاری با بکارگیری منحنی ECG نمایش داده شده است .
در شکل ( 46-4 ) گذر مولکول نشاندار ( با Tc 99m  ) در یک قلب سالم نشان داده شده است . همانگونه که شکل نشان می دهد نخست حجم رادیواکتیو به سوی سیاهرگ توخالی بالایی ( ورید اجوف فوقانی ) رانده می شود (1) سپس آهسته آهسته به سوی دهلیز راست و بطن راست و سرخرگ ششی حرکت می کند (2) در برگشت از ششها حجم ماده رادیواکتیو را در گذر از اتاقکهای چپ می توان دید (3و4) و در گذر از آئورت (5) سرانجام وارد شاخه شکمی آئورت می شود . بنابراین ماده رادیواکتیو همه فضای قلب و رگهای اصلی را پیموده است . این حرکت می تواند داده های بالینی ارزشمندی بدست دهد .

رادیوداروهایی که به دنبال حمله قلبی در جایگاه آسیب بتوانند متمرکز شوند ، در حال ساخت می باشند . امروزه تالیوم Te 81201  برای اسکن قلب و بررسی پرفیوژن آن در هنگام آسایش و استراحت بکار برده می شود . داروی دیگری که بیشتر به کار می رود sestamibi Tc 99m    است . بررسی ماهیچه های قلب با بکارگیری رادیوداروهای یادشده امکانپذیر شده است .
در نگاره برداری ایزوتوپی از قلب ، با بکارگیری  اسکن معمولی ، پخش نسبی رادیو داروها از یک حجم برروی یک سطح تصویر می شود . این کار از سه زاویه گرفته می شود و نگاره بدست آمده ای از این سه زاویه است که نمایش ساختار قلب را بدست می دهد . این نمایش به ستبرای ماهیچه میوکارد عمود بر سطح دوربین گاما ، جذب ناحیه ای میوکارد و کاهش بافتی بستگی دارد . فرم نعل اسبی قلب در اسکن 201Tl ( تالیوم و استامیبی ) در شکل (47-4) مربوط به جذب پرتو بوسیله دیواره میوکارد ،‌ اندازه اندک اکتیویته در خون درون قلب و ستبرای دیواره هایی است که عمود بر سطح دوربین جا گرفته اند .
در روش برش نگاری تک فوتونی یا SPECT ،‌ دوربین گاما در یک قوس ˚180 به گرد قلب می چرخد . در این چرخش تصویرهای ( حجم روی سطح ) بسیاری (32 تصویر ) بدست می آید که پس از پالایش یا فیلتراسیون داده ها ،‌ ترکیب تصویرها یا پروژکسیونها بگونه ای الکترونیکی و رایانه ای انجام می شود تا نگاره رادیوایزوتوپی اسپکت SPECT بدست آید . می توان با فیلتراسیون ویژه ای به کمک رایانه از ساختارهای بدست آمده و یا از پروژکسیونهای یاد شده نگاره سه بعدی بدست آورد .