سرویس ویژه نمایندگی لنز و عدسی های عینک ایتالیا در ایران با نام تجاری LTL فعال شد اینجا را ببینید  /  سرویس ویژه بانک پاسارگارد فعال شد / سرویس ویژه شورای انجمنهای علمی ایران را از اینجا ببینید       
کد خبر: ۱۶۶۷۱۸
تاریخ انتشار: ۱۳ آبان ۱۳۹۷ - ۰۷:۳۱
وقتی مردم از انرژی هسته‌ای صحبت می‌کنند، اولین چیزی که در ذهن تداعی می‌شود، رآکتورهای هسته‌ای است. درحالی‌که در ۵۰ یا ۶۰ سال گذشته کشورهای زیادی سعی در استفاده از جنبه‌های دیگر انرژی هسته‌ای برای پیشرفت کیفیت زندگی مردم داشته‌اند.

شعار سال: عناصر رادیواکتیو و ایزوتوپ‌های پایدار که هم به صورت مصنوعی تولید می‌شوند و نیز برخی به صورت طبیعی در طبیعت یافت می‌شوند، نقش مهمی در صنایع مختلف ازجمله کشاورزی، پزشکی، شیلات و دامپروری ایفا می‌کنند. برای مثال رادیوایزوتوپ‌ها و پرتوافکنی کنترل‌شده در مقاوم‌سازی گیاهان در برابر تغییرات محیطی، نگهداری مواد غذایی، شناسایی منابع آبی زیرزمینی، ضدعفونی‌کردن وسایل پزشکی، پرتو ايکس و تحقیقات محیط‌زیستی کاربرد‌های فراوانی دارند. برای درک بهتر چگونگی بهره‌برداری از انرژی صلح‌آمیز هسته‌ای ابتدا لازم است تفاوت ایزوتوپ پایدار و رادیوایزوتوپ را بررسی کنیم. ایزوتوپ‌ها انواع خاصی از یک عنصر شیمیایی هستند که در تعداد نوترون‌ها تفاوت دارند. تمام ایزوتوپ‌های یک عنصر دارای تعداد پروتون‌های برابر در هر اتم هستند. ایزوتوپ‌های پایدار دارای درصد رادیواکتیو پایین‌تری هستند (نزدیک به صفر) و در نتیجه ثبات بیشتری دارند. رادیوایزوتوپ‌ها یا رادیونوکلوئید‌ها اتم‌های نا‌پایداری هستند که انرژی اضافی آنها را بسیار ناپایدار کرده است. انرژی اضافی موجود در رادیوایزوتوپ‌ها می‌تواند از هسته اتم به شکل پرتو گاما، بتا و آلفا استخراج شود. این گروه از ایزوتوپ‌ها به صورت طبیعی یا مصنوعی به واسطه رآکتورهای هسته‌ای، شتاب‌دهنده‌های ذرات و سیکلوترون‌ها تولید می‌شوند. در زندگی روزمره ما نیاز به غذا، آب و بهداشت داریم. امروزه ایزوتوپ‌‌ها نقش مهمی در پاسخ‌گویی به این نیازها دارند. در این یادداشت کاربردهای ایزوتوپ‌های پایدار و پرتوافکنی در کشاورزی و دامپروری را برای آشنایی خوانندگان عزیز با کاربردهای صلح‌آمیز انرژی هسته‌ای نام می‌بریم.
تغذیه گیاهان
استفاده بهینه از کودها اهمیت زیادی دارد؛ چرا‌که نه‌تنها فراوری کودها پُرهزینه است؛ بلکه واردات کود سالانه ارز زیادی را از کشورها خارج می‌کند. علاوه‌بر‌این استفاده نادرست از کودها خسارات جبران‌ناپذیری را به محیط زیست وارد می‌کند که به دلیل نبود داده کافی، تخمین دقیق این خسارات غیرممکن است. از‌این‌رو مشخص‌کردن بیشترین مقدار کودی که به وسیله گیاه در طول دوران رشد جذب می‌شود و همچنین تعیین کمترین مقدار دفع‌شده در زمین اهمیت بسزایی دارد. رادیوایزوتوپ‌هایی مانند فسفر (32P) یا ایزوتوپ‌های پایدار مانند نیتروژن (15N) ابزار لازم برای تخمین مقدار کود جذب‌شده از گیاه و دفع‌شده در زمین را فراهم می‌کند. همچنین ایزوتوپ نیتروژن-۱۵ توانایی تعیین میزان نیتروژن جذب‌شده از جوّ در شرایط مختلف زمین‌های کشاورزی را به ما می‌دهد.

کنترل آفات
در عین ‌حال که بسیاری از حشرات نقش مهمی در تعادل چرخه زیست‌بوم ایفا می‌کنند، برخی دیگر در از‌بین‌بردن محصولات کشاورزی نقش چشمگیری دارند. به‌علاوه بعضی از حشرات مانند برخی پشه‌ها و مگس تسه‌تسه می‌توانند ناقل بیماری‌های عفونی خطرناکی شوند. در جهان سالانه به صورت تقریبی ۱۰ درصد محصولات کشاورزی را حشرات از بین می‌برند که با این مقدار می‌توان نیاز غذایی بسیاری از مردم جهان را تأمین كرد. کنترل بیولوژیکی این برتری را دارد که بتواند حشرات مشخصی را از بین ببرد و آفات را مورد حمله قرار دهد؛ در‌حالی‌که تعادل را به نفع حشرات مفید حفظ ‌کند. در اینجاست که تکنیک عقیم‌سازی حشرات (SIT يا Sterile Insect Technique) می‌تواند راه‌حل مناسبی برای مقابله با آفات باشد. در این تکنیک و در شرایط آزمایشگاهی، گونه‌های مذکر آفت تحت تأثیر دوز مشخصی از پرتوهای یونیزه‌شده عقیم می‌شوند؛ سپس حشرات عقیم‌شده در تعداد زیاد و در محیطی وسیع آزاد می‌شوند. هنگامی که حشرات ماده با حشرات عقیم‌شده جفت‌گیری می‌کنند، نمی‌توانند باردار شوند و چون زمان جفت‌گیری به پایان رسیده است، حشرات ماده یک چرخه بدون تولید‌مثل را طی می‌کنند. با انجام چندین‌باره این عملیات می‌توان دید که میزان حشرات موذی به صورت چشمگیری کم می‌شود. این تکنیک اولین‌بار روی پشه‌هایی که در فلوریدا و جزایر کارائیب با تخم‌گذاری در زخم‌های دام‌ها موجب ضرر ۲۵ میلیون‌دلاری شدند، به صورت موفقیت‌آمیز اجرا شد و هم‌اکنون برای مقابله با بسیاری از آفات در سراسر دنیا استفاده می‌شود.

جهش ژنتیکی در گیاهان
در ۳۰ سال گذشته تغییرات ژنتیکی ناشی از پرتوافکنی و جهش ژنتیکی نقش مهمی در تولید گونه‌های مختلف گیاهان و مقاوم‌سازی آنها در برابر تغییرات محیطی داشته‌اند. نزدیک به ۳۰۰ گونه مختلف زراعی و به همین میزان گونه‌های مختلف ارقام زینتی با جهش ژنتیکی به وجود آمده‌اند که امروزه در سراسر دنیا به صورت کلان مورد استفاده قرار می‌گیرند. بسیاری از این گونه‌ها اهمیت اقتصادی بالایی دارند. جهش ژنتیکی فرایندی است که در آن دانه‌های گیاهی، قلمه یا کشت سلولی در مجاورت پرتوهایی مانند گاما قرار می‌گیرند؛ سپس با کاشت بذر پرتو‌داده‌شده یا پرورش قلمه‌ها در محیطی استریل اقدام به بررسی کیفیت، مقاومت و آنالیز گیاه می‌کنند تا در مراحل بعدی و در صورت تأیید کیفیت محصول این گیاهان، اقدام به کاشت آن در وسعت بیشتری کنند. این فرایند هیچ تغییری در ساختار ژنتیکی گیاه ایجاد نمی‌کند. تنها از ساختار خود گیاه برای کاهش زمان رشد و بالا‌بردن میزان مقاومت در برابر تغییرات محیطی استفاده می‌شود.

نگهداری و حفظ مواد غذایی
سرعت بالای رشد جمعیت جهان و نیاز رو به افزایش برای مواد غذایی را نمی‌توان انکار کرد و ازدست‌دادن ۲۵ تا ۳۰ درصد مواد غذایی توسط میکروب‌ها و آفات، خسارت بسیار بزرگی برای بشر به شمار می‌رود. آنچه این مسئله را تشدید می‌کند، این است که بیشترین میزان این زیان در کشورهای درحال‌توسعه صورت می‌گیرد؛ درحالی‌که افزایش عمر مفید مواد غذایی که به‌سرعت فاسد می‌شود، می‌تواند نقش چشمگیری در جلوگیری از چنین زیان‌هایی داشته باشد. نزدیک به ۵۰ سال از زمانی که تکنیک پرتوافکنی در حفظ و نگهداری غذاها استفاده می‌شود، می‌گذرد. در این مدت تلاش‌های بسیاری برای آزمایش تأثیرات این تکنیک روی مواد غذایی شده است. در این ۵۰ سال، هیچ‌گونه تأثیر منفی‌ای‌ بر انسان یا حیوانات با مصرف این مواد غذایی یافت نشده است؛ اما برخی کشورها هنوز شناختی کافی از این تکنیک ارزان و مؤثر ندارند.

سلامت حیوانات و پرورش دام
در بسیاری از مناطق جهان، پرورش دام به واسطه میزان رشد، تولیدمثل و تولید شیر محدود می‌شود که این محدودیت‌ها میزان تولید گوشت، شیر، تخم‌مرغ، چرم و دیگر محصولات را تحت تأثیر قرار می‌دهد. کاهش تولیدات وابسته به دام ممکن است به دلیل تغذیه ضعیف دام، تغیبرات جوی، انگل‌ها و بیماری‌های دامی باشد. در این راستا، مواد لازمی برای سوخت‌و‌ساز دام که در ساختارشان نیتروژن وجود دارد، می‌توانند از طریق ایزوتوپ‌های پایدار نیتروژن-۱۵ بررسی شوند. همچنین سرعت جذب مواد غذایی و افزایش رشد دام را می‌توان با ایزوتوپ‌های پایدار مشخص كرد. ایزوتوپ‌ها نه‌تنها می‌توانند تصویر واضحی از تأثیرات انگل‌ها بر بدن میزبان را نمایش دهند، بلکه مشخص می‌کنند چگونه انگل‌ها و بیماری‌ها روی گونه‌های مختلف دام تأثیر می‌گذارد. از این رو، راه‌حل مناسب مبارزه با آنها را ارائه می‌دهند. بنابراین پرتوهای یونالیزه‌شده نقش بسزایی در تولید واکسن‌ها برای مقابله با بیماری‌های مختلف دامی ایفا می‌کنند.

مدیریت آب
آبیاری قطره‌ای تکنیکی است که برای استفاده بهینه از آب در صنعت کشاورزی استفاده می‌شود. این تکنیک آب را از مجاری مشخص به سمت ریشه گیاهان هدایت می‌کند که موجب کاهش میزان تبخیر و هدررفتن آب می‌شود. تکنیک‌های هسته‌ای به ما کمک می‌کنند تا میزان دقیق آب مورد نیاز گیاه را مشخص کنیم. همچنین، زمان دقیق آبیاری برای انواع مختلف گیاهان را می‌توان با این تکنیک‌ها تعیین كرد. محققان از کاوشگر نوترونی برای بررسی میزان رطوبت خاک استفاده می‌کنند. در زمان اندازه‌گیری، نوترون‌های فعال با هیدروژن‌های موجود در آب برخورد می‌کنند که این برخورد موجب کاهش سرعت نوترون‌ها می‌شود. هرچه میزان هیدروژن‌ها بیشتر باشد، نوترون‌ها سرعت کمتری پیدا می‌کنند. این تغییر سرعت می‌تواند از سوی کاوشگرها شناسایی شده و میزان رطوبت خاک را نشان دهد.

فرسایش خاک
سالانه ۷۵۰ میلیون تن خاک حاصلخیز کشاورزی از بین می‌رود. این فرسایش توسط آب، خاک، باد و برهمکنش‌های شیمیایی صورت می‌گیرد. فرسایش خاک موجب تخریب کامل خاک شده و نه‌تنها قدرت باروری خاک را در سطح کشاورزی کاهش می‌دهد بلکه این فرسایش موجب آلودگی آب‌های زیرزمینی می‌شود. در بخش کشاورزی، سالانه ۴۰۰ میلیارد دلار زیان وارد می‌شود. از رادیونوکلئیدهای معلق
(FRNs يا Fallout Radionuclides) می‌توان به‌عنوان ردیاب در خاک رس و رسوبات در تحقیقات کشاورزی و محیط زیست استفاده کرد. ارزیابی فرسایش بر اساس اندازه‌گیری‌های میزان سزیم (137Cs) محبوب‌ترین روش در میان روش‌های FRN به شمار می‌رود. FRN‌هایی كه به عنوان ردیاب‌های فرسایش خاک استفاده می‌شوند، شامل رادیونوکلئیدهایی مانند 137Cs(منتشرشده توسط آزمایش‌های سلاح‌های هسته‌ای در گذشته و حوادث نیروگاه‌های هسته‌ای، رادیوایزوتوپ‌های ژئوژنیک نظیر بریلیوم (210Pb) و نیز به‌تازگی رادیوایزوتوپ‌های کیهانی مانند سرب (7Be) هستند. 137Csها در آزمایش‌های گذشته سلاح‌های هسته‌ای منتشر شده و در سراسر جهان پخش شده‌اند. این رادیونوکلئیدها به واسطه بارش به سطح زمین بازگشته و در خاک ذخیره می‌شوند. رادیونوکلئید‌های یادشده وقتی به زمین می‌رسند، به ذرات خاک واکنش نشان می‌دهند و به‌راحتي تغییر نمی‌کنند. تنها راه ازبین‌بردن چنین واکنش قوی‌ای، ایجاد واکنش یا فرایند فیزیکی برای جداسازی
137Cs
ها از ذرات خاک است. روش 137Cs مستلزم کنترل حجم نمونه‌برداری است که امکان فعال‌کردن فعالیت 137Csها را به شکل مقدار موجود در واحد سطح نشان می‌دهد.

شعار سال، با اندکی تلخیص و اضافات برگرفته از روزنامه شرق، تاریخ انتشار 12 آبان 97، شماره: 3282


اخبار مرتبط
خواندنیها و دانستنیها
نام:
ایمیل:
* نظر:
* کد امنیتی:
آخرین اخبار
پربازدیدترین
پربحث ترین