تاريخچه کشف اتم

يعقوب سلامتی و علی اژدری

براي اولين بار دموکريتوس، بنا به نوشتار يونان قديم ذيمقراطيس (370تا 460 پيش از ميلاد) وجود اتم را پيش بيني کرد و تعدادي از ويژگي هاي اتم را بيان کرد.

دموکريتويس فرضيه خود را اينگونه عنوان کرد ‍»گيتي از اتم ها [ملاء] و خلاء آغاز مي شود و مابقي فقط در فکر و نظر وجود دارد. هيچ چيز از عدم به وجود نمي آيد و هيچ چيز معدوم نمي شود(اصل بقا انرژي) و اتم ها که از لحاظ تعداد کثرت مي شمارند عالم را در بر گرفته و چون گردبادي در چرخشند و بدين شکل کليه ترکيبات بغرنج از قبيل آتش،آب، هواو خاک آفريده مي شوند.

درباره اين فرضيه اينگونه مي توان گفت که  Atomيک واژه يوناني به معناي تجزيه ناپذير است وي عقيده داشت که جهان از ذرات بي نهايت ريزي به نام اتم تشکيل شده که ديگر قابل تجزيه نيست و اين اتم ها از هيچ به وجود نمي آيند بلکه هر چيزي اصل و منشاء دارد و بر طبق اصل بقا انرژي که بعدها به اثبات رسيد هيچ چيز از بين نمي رود بلکه تبديل مي گردد.

دموکريتوس براي اين ذرات حرکت را در نظر مي گيرد و بدين شکل همچنين وي براي اجسام تفاوت هاي که ناشي از تفاوت در اتم آنها است قائل بود بنا به عقيده وي اتم ها بعضي کروي و برخي چند ضلعي هستند و از به هم پيوستن آنها اجسام تشکيل مي شوند.

به دليل تسلط فلسفه ارسطو در آن زمان( اروپاي وسطي ) و نبود امکانات و وسائل علمي دقيق اين نظريه توسط ارسطو رد شود. نظر ارسطو بر اين بود که مواد تا بي نهايت مي توانند تجزيه شوند.

نظريه اتمي دموکريتوس تا قرن هفدهم ميلادي به فراموشي سپرده شد تا اينکه فيلسوف فرانسوي پير گاسندي (1592-1655) اين فرضيه را دنبال کرد  و به همين دليل از سوي کليسا تحت تعقيب قرار گرفت و محاکمه شد.

در سال 1661 رابرت بويل و درسال1687 ايزاک نيتون، وجود اتم را پذيرفتند ولي همچنان اين فرضيه در حد يک انديشه باقي ماند. سرانجام در سال 1803 تا 1808 دانشمند انگليسي جان دالتون نظريه اتمي خود را عنوان کرد که مهر تأئيدي بر فرضيه دموکريتوس بود.

دفن مواد زائد اتمي ( زباله هاي اتمي ):

مواد زائد اتمي به دليل تشعشعاتي که دارند بايد به طور خاصي تحت نظر باشند و طي مراحل پيچيده از محيط دور شده و دفن شوند. امروزه تلاش بر اين است که اين زباله ها با کمترين آسيب به طبيعت نابود شوند.

اين مواد اغلب  پس از استفاده از مواد راديواکتيو در نيروگاه ها، مصارف پزشکي و صنعتي و ... توليد مي شوند که معمولآ آنها را با توجه به ميزان تشعشع به سه دسته تقسيم مي کنند. اين تقسيم بندي بر اساس قوانين بين المللي صورت گرفته و براي هر کدام از آنها شرايط ويژه جمع آوري و دفن در نظرگرفته شده است.

1. سطح پايين( Low-Leve): اين مواد کم خطرترين مواد راديواکتيو هستند که مدت زمان بسيار کوتاهي توانايي تشعشع دارند. اين نوع از زباله ها نيازي به محافظت هاي مخصوص Shield) کردن) ندارند، اما آنگونه هم نيستند که مانند زباله هاي عادي با آنها برخورد شود. آنها معمولآ سوزانده و در عمق کم دريا يا خشکي دفن مي شوند.

2. سطح متوسط :( Intermediate-Leve) اين دسته از زباله ها شامل موادي مانند پسابهاي شيميايي، روکش فلزي سوختها و بسياري از مواد زائد نيروگاههاي اتمي هستند. اين نوع مواد داراي عمر کوتاه تشعشع هستند اما لازم است که با پوشش هاي مخصوص محافظت يا Shield شوند، چرا که در عمر محدود خود، تشعشع قابل توجهي دارند، لذا اين مواد را معمولآ در ميان بلوک هاي بتون قرار مي دهند و در مکانهاي مخصوص انبار مي کنند.

3.  سطح بالا( High-Leve):  اين زباله ها دقيقآ تفاله هاي سوخت هسته اي در راکتورها هستند، که شرايط نگهداري بسيار سخت تر و پرهزينه تري دارند. آنها بايد با پوشش هاي مخصوص، محافظت يا Shield شوند و سپس در دماهاي زير صفر در انبارهايي در عمق حد اقل 1.5 کيلومتري زمين نگهداري شوند.

- از طريق، پيل برق هسته اي :

پيل هسته اي يا اتمي دستگاه تبديل کننده انرژي اتمي به جريان برق مستقيم(DC) است. ساده ترين پيل ها شامل دو صفحه است. يک پخش کننده بتاي خالص مثل استرنيوم 90 و يک هادي مثل سيلسيوم.

جريان الکترون هاي سريعي که با استرنيوم منتشر مي شود از ميان نيمه هادي عبور کرده و در حين عبور تعداد زيادي الکترون اضافي را از نيمه هادي جدا مي‌کند که صدها هزار مرتبه زيادتر از جريان الکتريکي حاصل از ايزوتوپ راديواکتيو استرنيوم 90 است.

ديدگاه زيست محيطي

روند روزافزون مصرف سوختهاي فسيلي طي دو دهه اخير و ايجاد انواع آلاينده‌هاي خطرناک و سمي و انتشار آن در محيط زيست انسان، نگرانيهاي جدي و مهمي براي بشر در حال و آينده به دنبال دارد. بديهي است که اين روند به دليل اثرات مخرب و مرگبار آن در آينده تداوم چنداني نخواهد داشت. از اينرو با افزايش خطرات و نگرانيها، در مورد اثرات مخرب انتشار گازهاي گلخانه‌اي ناشي از کاربرد فزاينده انرژيهاي فسيلي، واضح است که از کاربرد انرژي هسته‌اي به عنوان يکي از رهيافتهاي زيست محيطي براي مقابله با افزايش دماي کره زمين و کاهش آلودگي محيط زيست ياد ‌شود. همچنانکه آمار نشان مي‌دهد، در حال حاضر نيروگاههاي هسته‌اي جهان با ظرفيت نصب شده فعلي توانسته‌اند سالانه از انتشار 8 درصد از گازهاي دي اکسيد کربن در فضا جلوگيري کنند که در اين راستا تقريباً مشابه نقش نيروگاههاي آبي عمل کرده‌اند.

چنانچه ظرفيتهاي در دست بهره برداري فعلي توليد برق نيروگاههاي هسته‌اي، از طريق نيروگاههاي با خوراک زغال سنگ تأمين مي‌شد، سالانه بالغ بر 1800 ميليون تن دي اکسيدکربن، چندين ميليون تن گازهاي خطرناک دي اکسيد گوگرد و نيتروژن ، حدود 70 ميليون تن خاکستر و معادل 90 هزار تن فلزات سنگين در فضا و محيط زيست انسان منتشر مي‌شد که مضرات آن غيرقابل انکار است. لذا در صورت رفع موانع و مسايل سياسي مربوط به گسترش انرژي هسته‌اي در جهان بويژه در کشورهاي در حال توسعه و جهان سوم، اين انرژي در دهه‌هاي آينده نقش مهمي در کاهش آلودگي و انتشار گازهاي گلخانه‌اي ايفا خواهد نمود.

در حاليکه آلودگيهاي ناشي از نيروگاههاي فسيلي سبب وقوع حوادث و مشکلات بسيار زياد بر محيط زيست و انسانها مي‌شود، سوخت هسته‌اي گازهاي سمي و مضر توليد نمي‌کند و مشکل زباله‌هاي اتمي نيز تا حد قابل قبولي رفع شده است، چرا که در مورد مسايل پسمانداري با توجه به کم بودن حجم زباله‌هاي هسته‌اي و پيشرفتهاي علوم هسته‌ اي  و دفن نهايي اين زباله‌ها در صخره‌هاي عميق زيرزميني با استتار و ايمني کامل، مشکلات موجود تا حدود زيادي از نظر فني حل شده است. در مورد کشور ما نيز تا زمان لازم براي دفع نهايي پسماندهاي هسته‌اي ، مسائل اجتماعي باقيمانده از نظر تکنولوژيکي کاملاً مرتفع خواهد شد.

 از سوي ديگر به نظر مي‌رسد که بيشترين اعتراضات و مخالفتها در زمينه استفاده از انرژي اتمي به خاطر وقوع حادثه و انفجار در برخي از نيروگاههاي هسته‌اي نظير حادثه اخير در نيروگاه چرنوبيل است، اين در حالي است که براساس مطالعات احتمال وقوع حوادثي که منجر به مرگ عده‌اي زياد شود نظير تصادف هوايي، شکسته شدن سدها، زلزله، طوفان، سقوط سنگهاي آسماني و غيره، بسيار بيشتر از وقايعي است که نيروگاههاي اتمي مي‌توانند ايجادکنند. به هر حال در مورد مزاياي نيروگاههاي هسته‌اي در مقايسه با نيروگاههاي فسيلي صرفنظر از مسايل اقتصادي و اندک بودن زباله‌هاي آن مي‌توان به تميزتر بودن نيروگاههاي هسته‌اي و عدم آلايندگي محيط زيست با آلاينده‌هاي خطرناکي نظيرSO2 ، NO2 ،CO ، CO2  پيشرفت تکنولوژي، استفاده هرچه بيشتر از اين علوم جديد و افزايش کارايي و کاربرد تکنولوژي هسته‌اي در ساير زمينه‌هاي صلح آميز در کنار نيروگاههاي هسته‌اي اشاره نمود.

به هر حال نيروگاههاي فسيلي و هسته‌اي هر کدام داراي مزايا و معايب خاص خود هستند و ايجاد هر يک متناسب با مقتضيات زماني و مکاني هر کشور خواهد بود و انتخاب نهايي و تصميم گيري در اين زمينه مي‌بايست با توجه به فاکتورهايي از قبيل عوامل تکنولوژيکي، ارزشي، سياسي، اقتصادي و زيست محيطي اتخاذ گردد. قدر مسلم ايجاد تنوع در سيستم عرضه و تأمين انرژي از استراتژيهاي بسيار مهم در زمينه توسعه سيستم پايدار انرژي در هر کشور محسوب مي شود. در اين راستا با توجه به بررسيهاي صورت گرفته، شوراي انرژي اتمي کشور مصمم به ايجاد نيروگاههاي اتمي به ظرفيت کل 6000 مگاوات در سيستم عرضه انرژي کشور تا سال 1400 هجري شمسي است.

 منابع

دفتر نمايندگي سازمان ملل در تهران، ملل متعهد، عدم تکثير سلاح هاي هسته اي – مؤسسه چاپ وانتشارات وزارت امور خارجه 1378، ص 5

سايت سازمان انرژي اتمي ايران

http://www.aeoi.org.ir

http://daneshnameh.roshd.ir

http://www.ngdir.ir  

http://www.knowclub.com

http://www.porsojoo.com

http://www.magiran.com

http://en.wikipedia.org/wiki/Maraging_steel

http://forum.p30world.com/showthread.php?t=59547