کاربردهای فناوری هسته ای در علوم مختلف

فناوری هسته ای در علوم مختلف و نحوه استفاده از آن در کشاورزی را به صورت کاملا مفصل در این مقاله بررسی خواهیم کرد. انرژي هسته‌ای به صورت صلح جويانه موارد مصرف گونا گوني دارد و ايران همانند كشورهاي در حال توسعه از پيگيري تحقيقات هسته‌ای اهدافي را دنبال مي كند كه به منظور آشنايي بيشتر ذيلا به طور مختصر توضيح داده می‌شود در مورد صنایع مختلف پرداخته می شود.

کاربرد فناوری هسته ای در صنایع مختلف

کاربرد فناوری هسته ای در صنایع پزشكي و بهداشتي

بر طبق آمار هاي سازمان بهداشت جهاني ميزان افراد سرطاني در كشور هاي در حال توسعه تا سال 2015هرسال 10ميليون نفر افزايش مي يابد. اين در حالي است كه شيوه هاي زندگي درحال تغيير است. لذا نياز به پيشرفت هاي چشمگير در زمينه های سلامتی و پزشكی احساس می‌شود كه به كمك تکنیک‌های هسته‌ای و ساخت دستگاه هاي پرتو نگاري همچنين ساخت دارو هاي هسته اي قدم هاي موثري در زمينه پزشكي وبهداشت بر داشته شود.

عناوين مصاديق كار برد تكنيك هاي هسته‌ای در حوزه ي پزشكي شامل تشخيص و پسگيري سرطان پروستات، تهيه و توليد كيت هاي هورموني، تشخيص سرطان هاي كولون، روده ي كوچك وبرخي سرطان هاي سينه می باشد.

کاربرد فناوری هسته ای در پزشكي و بهداشتي

کاربرد فناوری هسته ای در بخش صنعتی و تولیدی

در اين حوزه می‌توان مصاديق زير را نام برد:

  • طراحي وساخت انواع سيستم هاي هسته‌ای جهت كار برد هاي صنعتي مانند سيستم هاي سطح سنجي وضخامت.
  • اندازه گيري خاكستري زغال سنگ.
  • نشت يابي در لوله هاي انتقال نفت با استفاده ازتكنيك هسته‌ای.

کاربرد فناوری هسته ای در بخش صنايع

كاربرد فناوری هسته ای در توليد الكتريسيته

يكي از اهداف مهم و اصلي ايران از بكار گيري فناوري هسته‌ای در بخش توليد برق هسته‌ای است. اهميت اين كاربرد به دليل محدودبودن منابع فسيلي همچنين اهميت اين منابع در صنايع تبديلي نظير پتروشيمي و… بيشتر به چشم مي خورد. توليد برق از طريق نيرو گاه هاي اتمي آلودگي نيرو گاه هاي كنوني را ندارد. توليد هفت هزار مگاوات با مصرف 190 ميليون بشكه نفت خام، هزار تن دي اكسيد كربن، 150تن ذرات معلق در هوا، 130 تن گوگرد و50 تن اكسيد نيتروژن رادر محيطزيست پراكنده مي كند در حاليكه نيرو گاه اتمي چنين آلودگي را ندارد. برای خواندن مقاله کامل انواع روش های تولید برق کلیک کنید و مقاله را کامل مطالعه نمائید.

کاربرد انرژی اتمی در تولید الکتریسیته

كاربرد فناوری هسته ای در مديريت منابع آب

بكار گيري تکنیک‌های هسته‌ای براي شناسائي حوزه هاي آب خيز زير زميني، آب هاي سطحي وزير زميني، كشف وكنترل آلودگي نشت وايمني ها امري حياتي است.

كاربرد فناوری هسته ای در مديريت منابع آب

كار برد فناوری هسته ای در بخش صنايع غذايي و كشاورزي

علاوه بر كاربرد هاي فوق، يكي ديگر از مهمترين کاربرد تکنیک‌های هسته‌ای كه مو ضوع اصلي اين مقاله است بخش صنايع غذائي و كشاورزي است. افزايش روز افزون جمعيت بشري يكي از معضلات دنياي متمدن امروزي است كه خود مشكلات جديدي از جمله كمبود مواد غذائي را در اكثر نقاط جهان و به خصوص كشورهاي در حال توسعه به همراه داشته است.

ايران براي رهايي از اقتصاد تك محصولي و كاهش ميزان وابستگي به درآمدهاي نفتي مجبور است كه با استفاده از تکنیک‌های نوين به توسعه هر چه بيشتر بخش كشاورزي به عنوان بخش درآمدزا اقدام كند. اين در حالي است كه ايران با داشتن زمین‌های حاصلخيز و چهارفصل بودن آن می‌تواند با رشد و توسعه در بخش كشاورزي علاوه بر تأمین نیازهای داخلي به يكي از عمده‌ترین صادركنندگان محصولات كشاورزي در منطقه تبديل شود.

مقاله مرتبط:  چرا نهال آلو میوه نمی دهد؟

كار برد تکنیک‌های هسته‌ای در بخش صنايع غذايي و كشاورزي

کشاورزی و نحوه استفاده از فناوری هسته ای در آن

به طور كلي در بخش كشاورزي با دو ماموريت بسيار مهم روبرو هستيم :امنيت غذايي و امنيت اكولوژيكي. بنابراين در توليد غذا براي جمعيت روز افزون بايد از كشاورزي كه عملكردش به ميزان سم و كود و نهاده وابسته نبوده بلكه به دانش فني وابسته باشد، استفاده كنيم. به عبارتي بدانيم كه به کارگیری دانش فني چقدر توليد در هكتار را افزايش داده است؟اگر به اين نكته برسيم امنيت غذايي خدشه اي بر امنيت اكولوژيك وارد نمي سازد، زيرا امنيت اكولوژيك بستري براي امنيت غذايي به وجود مي آورد و اينگونه به پايداري در كشاورزي مي رسيم.

گفته وزير جهادكشاورزي نيز تاكيدي بر اين ادعاست كه خود كفايي در توليد گندم به دليل افزايش كود و سم نبود بلكه به دليل انتقال دانش فني آن هم به ميزان 25درصد دانش موجود صورت گرفت. كاربرد دانش هسته‌ای در بخش كشاورزي و منابع طبيعي به سال1946باز مي گردد. دراين سال سازمان خواروبار كشاورزي ملل متحد(fao )با آژانس بين المللي انرژي اتمي(la ea)پيماني را با هدف افزايش توليد محصولات كشاورزي منعقد نمود.

سابقه كاربرد دانش هسته‌ای در تحقيقات كشاورزي

سابقه كاربرد دانش هسته‌ای در تحقيقات كشاورزي در كشور هاي پيشرفته به بيش از 40سال قبل و دركشور هاي هندو پاكستان به 30سال قبل برمي گردد. ليكن به نظر مي رسد نياز به برنامه ريزي منسجم تري در زمينه به کارگیری دانش هسته‌ای باشد چرا كه اين دانش بي شك به دليل گستردگي كاربرد می‌تواند پاسخگوي بسياري از نيازهاي بخش كشاورزي باشد. بنا به گزارش رييس سازمان تحقيقات و آموزش كشاورزي، دانش هسته‌ای به عنوان يك دانش پيشرو می‌تواند نقش مهمي در توسعه كشاورزي و منابع طبيعي، افزايش توليد و ايجاد امنيت غذايي داشته باشد.

به كارگيري دانش هسته‌ای در زمينه تحقيقات كشاورزي و منابع طبيعي می‌تواند به افزايش ميزان توليد، كاهش هزينه هاي آن و در نتيجه افزايش درآمد خالص منجر شود. اين دانش می‌تواند زمينه را براي كاهش خسارات ناشي از تغييرات مطلوب جوي محصولات كشاورزي فراهم كند به گونه اي كه به کارگیری اين انرژي به شيوه پرتودهي موجب كاهش 30درصدي خسارت هاي محصولات كشاورزي می‌شود.

نكته قابل توجه اين است كه استفاده از انرژي هسته‌ای با توجه به مزاياي فوق العاده خود در كليه زمينه ها به خصوص بخش كشاورزي، هيچگونه اثر سويي ندارد و می‌توان از آن به عنوان انرژي كاملا پاك تلقي نمود. بررسي هاي انجام شده نيز نشان مي دهد كه واريته هاي مختلف گياهي توليد شده به اين روش تا كنون داراي هيچ گونه اثر منفي نبوده اند.

فناوري هسته‌ای به عنوان ابزاری براي پژوهش هاي كشاورزي 

فناوري هسته‌ای علاوه بر اينكه براي پژوهش هاي كشاورزي به عنوان يك ابزار محسوب می‌شود براي سالم سازي، افزايش توليد و كنترل آفات و بيماري هاي محصولات كشاورزي از اهميت ويژاه اي برخوردار است كه در حال حاضر كشورهاي مختلف از اين فناوري بهره مي برند و دراين كشورها از طريق پرتودهي به مواد غذايي و سالم سازي اصلاح ژنيتيكي گياهان به عقيم سازي آفات گياهي و مواد مشابه مي پردازند.

دركشور ما دانشمندان و كارشناسان با درك ضرورت پيشرفت در علوم، تحقيقات در بخش كشاورزي هسته‌ای را با جديت دنبال مي كنند. به خصوص در مورد محصولات گندم، جو، خرما، پنبه و سويا تحقيقات مفيدي انجام شده است. با استفاده از تکنیک‌های هسته‌ای می‌توان عمر محصولات كشاورزي را بالا برد به گونه اي كه درمقابل آفات نيز مقاوم باشند. از جمله فعاليت هاي انجام شده در بخش كشاورزي به زمينه هايي چون اصلاح ژنتيك، تقويت صفات زودرس و ديررس، توليد محصولات با ويژگي خاص از لحاظ كيفيت و 000اشاره نموده كه به تفصيل در ذيل توضيح داده می‌شود.

استفاده از انرژي هسته‌ای به روش پرتوتابي به منظور تأمین غذا

به منظور تأمین غذا براي جمعيت در حال رشد كنوني خصوصا با توجه به محدوديت منابع آب و خاكئ توليد گونه هايي با ويژگي هاي ژنتيكي خاص ضرورت مي يابد. استفاده از انرژي هسته‌ای به روش پرتوتابي می‌تواند تغييرات ژنتيكي را براي اصلاح محصول در توده هاي گياهي انجام نمايد. با استفاده از انرژي هسته‌ای می‌توان تنوع گياهان و ذخيره ژنتيكي را افزايش داد. چرا كه براي ايجاد اصلاح ژنتيكي، تنوع گياهان به عنوان ابزار اوليه مي باشد و بر اساس اين تنوع است كه می‌توان بهترين عملكرد و در كل خصوصيات مطلوب را انتخاب نمود و آن را گسترش داد. بر اين اساس به كمك فناوري هسته‌ای رقم هاي جديدي بذر محصولات توليدمي شود كه مقاوم با شوري زمين، كم آبي، خشكسالي و اقليم هاي سرد سيري و گرمسيري است.

مقاله مرتبط:  چرا نهال آلو میوه نمی دهد؟

انرژي هسته‌ای در مطالعات مهندسي ژنتيك و بيوتكنولوژي

تحقيقات نشان مي دهد كه مواد راديو اكتيو و انرژي هسته‌ای در مطالعات مهندسي ژنتيك و بيوتكنولوژي نيز مورد استفاده قرار مي گيرد. در مهندسي ژنتيك در تهيه ((نشان دارها))براي رديابي ژن ها، جدا سازي ژن ها و بررسي تنوع ژنتيكي ارقام، از مواد راديو اكتيو استفاده مي شودكه در تحقيقات بخش كشاورزي بسيار مهم و حياتي است به طور ي كه می‌توان با اتم هاي راديواكتيو، فسفر، پروتئن، گوگرد و اسيدهاي آمينه را رديابي، استخراج و از طريق آن صفات مثبت را تقويت و صفات منفي گياه مثل بيماري ها را از بين ببريم. به كمك اصلاح ژنتيكي از طريق انرژي هسته‌ای می‌توان كشور را به صادر كننده محصولات تبديل نمود. نمونه بارز آن كشور چين است كه با توجه به اينكه برنج مهم ترين محصول كشاورزي آن ها از لحاظ اقتصادي، تأمین غذا و پاسخ گويي به جمعيت ميلياردي مي باشد از طريق اصلاح ژنتيك بيش از يك ميليون هكتار از زمین‌های كشاورزي خود را زير كشت برنج با عنوان ((زفو87))با توليد عملكرد بسيار بالا برده است.

استفاده از انرژي هسته‌ای برای کشاورزی در پاکستان

كشور پاكستان كه روزي وارد كننده پنبه بود با توليد پنبه اي به نام ((نياب))از طريق تكنيك فناوري هسته‌ای و ايجاد موتاسيون امروز به صادر كننده پنبه تبديل شده است. در حال حاضر با استفاده از تحقيقات هسته‌ای، 6 سويه جديد بذرپنبه2سويه جديد بذر برنج، 4 سويه جديد بذر نخود، 9 سويه بذر ذرت و يك سويه جديد بذر عدس به دست آمده كه در آينده تبديل به ارقام جديد بذر با ويژگي هاي مقاومت بيشتر خواهد شد(16). براي مثال گندم از طريق روش هسته‌ای موتاسيون در رابطه با فاكتور مقاومت به خوابيدگي اصلاح گرديد، كه اين گندم اصلاح شده مقاوم به خوابيدگي بوده و داراي ارزش محصول نيز مي باشد.

جو به روش استفاده از مواد جهش زا اصلاح گرديده و متحمل نسبت به سرما و افزايش عملكرد نسبت به مواد مشابه در مناطق سرد مي باشد. همچنين پنبه از طريق موتاسيون، مقاومت آن نسبت به بيماريهاي قارچي ورتيسيلوز افزايش يافته و خواص كيفي آن به عنوان محصول صنعتي بهبود يافته است. بذر نهال گياهان شور پسند براي مناطق كويري كه داراي آب و خاك شور هستند نيز از طريق اصلاح زنتيك به روش تكنيك هسته‌ای توليدسده است كه استفاده از اين گياهان با عث جلوگيري از افزايش بياباني شدن اراضي و همچنين جلوگيري از فرسايش خاك در ايران مناطق می‌شود.

فناوري هسته‌ای و تغییر صفات گياهان

فناوري هسته‌ای روي صفات گياهان نيز مي تواندتغيير ايجاد كند به عبارت ديگر هر كدام از صفت ها ي رنگ، ارتفاع، تعداد، گل، زود رسي، دير رسي را می‌توان در گياهان تقويت كرد و يا تغيير داده و صفت مورد نظر را پرورش داد. تحقيقات بر روي زود رسي گندم و برنج و ديررسي نارنگي انجام شده كه هر كدام فوايد خاص خود رادارد. براي مثال دير رسي مركبات باعث تداوم بازار و تثبيت قيمت و وجود اين ميوه در زمان بيشتري از سال می‌شود كه از نظر اقتصادي هم براي باغدار و هم براي مصرف كننده مقرون به صرفه است. همچنين با تكنيك هسته‌ای می‌توان بذر را پر محصول كردكه در كشور ايران اتفاق افتاده است و با استفاده از اين تكنيك به جاي برداشت 30تن گوجه فرنگي از يك هكتار 50 تن توليد كرده اند(همان)، اين در حالي است كه مصرف آب و كود هم به مقدار قابل ملاحظه اي كاهش پيدا كرد.

مزایای استفاده از انرژي هسته‌ای در كشاورزي

  • مهمترين مزيت استفاده انرژي هسته‌ای در كشاورزي توليد بذر هاي مقاوم در برابر شوري، بذر هاي مقاوم در برابر سرما و توليد بذر هاي مناسب براي مناطق خشك مي باشد. با توجه به محدوديت منابع آب كشور، با پرتودهي بذر ها می‌توان آنها در برابر آب و خاك شور و مناطق سرد مناسب كشت كرد. از اين طريق در برخي مناطق كويري هم می‌توان گياهان مقاومي را كاشت و بارور نمود در اين راستا زير نظر آژانس بين المللي انرژي اتمي و با همكاري چند كشور، پروژه افزايش سطح زير كشت در زمین‌های شور و مناطق خشك درمناطقي از استان هاي خوزستان، گلستان و يزد در حال انجام است.
  • نمونه بارز آن گندم طبسي با همان گندم اتمي يكي از بهترين گندم ها براي مناطق خشك و شور ايران است. اين گندم كه در ابتدا مشكل بلندي قد داشت. بذر آن در مركز تحقيقات كشاورزي هسته‌ای مورد بررسي و اصلاح قرار گرفت. به كارگيري بذر اين گندم در بعضي از نقاط كشور، مثل طبس تا 70درصد افزايش توليد به همراه داشت. در سالهاي 69-70در ده نمك گرمسار اين گندم كاشته شد كه كشاورزان اين منطقه از تغييري كه اين گندم در مقايسه با گندم هاي گذشته پيدا كرده بود، بسيار شگفت زده شدند، در حال حاضر تقريبا درتمام حاشيه ي كويرايران اين نوع گندم در حال كشت است.
  • از جمله ديگر اقدامات انجام شده توسط تکنیک‌های هسته‌ای جلوگيري از جوانه زدن محصولات كشاورزي است. چرا كه جوانه زدن محصولات كشاورزي هرسال خسارت زيادي به كشاورزان وارد مي كند. پوسيدگي و از بين رفتن محصولات از جمله پياز، سير و سيب زميني در انبارها را هر سال شاهديم اما با پرتو تابي، فعاليت ها جوانه ها متوقف و مدت نگهداري در انبار بالا ميرود كه هم جلو خسارت ها را مي گيرد و هم براي صادرات مناسب است. تحقيقات ژنيتيكي انجام شده بر روي برخي كودهاي فسفاته با استفاده از تكنيكهاي هسته‌ای نشان داده است كه يك كيلو گرم آن براي يك هكتار زمين كشاورزي كافي است. بنابراين به كمك اين روش می‌توان در حفظ محيط زيست و منابع آبي و توليد محصولات ارگانيك گامي موثر برداشت.
مقاله مرتبط:  چرا نهال آلو میوه نمی دهد؟

مقایسه انرژی هسته ای و محصولات ترایخته در تولید محصولات کشاورزی

برتري انرژي هسته‌ای در ايجاد تغيرات ژنيتيكي نسبت به روشهاي قبل در بررسي محصولات ترا ريخته مشخص می‌شود. همانطور كه مي دانيم در محصولات تراريخته ((ترانس ژنيك))ژن موجودي به موجود ديگر انتقال مي يابد كه ماهيتا متعلق به خود اونيست لذا با توجه به اينكه آن ژن در ساختار طبيعي آن نبود ممكن است براي متابوليسم بدن افراد سازگارنباشد و عوارض منفي در پي داشته باشد. براي مثال در برنج تراريخته وقتي كرم ساقه خوار برنج از ساقه برنج تغذيه مي كرد از بين مي رفت، هرچند معتقد بودند كه اين مواد در اندام رويشي گياه باقي مي ماند و به اندام زايشي يا دانه ها منتقل نمي شود. اما در موتاسيون به روش استفاده از تکنیک‌های هسته‌ای از بيرون چيزي به گياه اضافه نمي شود و با پرتوتاب فقط ساختار ژنتيكي خوش يكسري تغيرات می‌شود.

اين تغيرات ژنتيكي می‌تواند پاسخگوي افزايش روز افزون جمعيت و مشكلات ناشي از آن باشد چرا كه تغييرات به گونه اي می‌تواند در عملكرد محصولات كشاورزي نيز تأثیر گذار باشد، لذا با توجه به محدوديت منابع آبي و محدوديت خاك حاصلخيز به كمك فناوري هسته‌ای توليد بذوري با عملكرد بالا داشته امكان پذير مي باشد كه در واقع از اين طريق بذوري بومي اصلاح مي شوند.

فناوري هسته‌ای و استفاده از آن در آفت زدايي

از ديگر كاربرد هاي فناوري هسته‌ای، استفاده از آن در آفت زدايي و بالا بردن زمان نگهداري محصول است. همانطور كه مي دانيم كشاورزان براي از بين بردن آفات مزرعه اولين اقدامي كه انجام مي دهند استفاده از سموم شيميايي و آفت كشهاي صنعتي است كه اثرات نامطلوبي بر محيط زيست و محصولات توليد شده دارد، ليكن به كمك فناوري هسته‌ای و پرتو تابي در حد مناسب می‌توان آفات را از بين برد و محصول ارگانيك  و عاري از هر گونه آلودگي توليد نمود.

مثال بارز اين كنترل، آفت كرم گلوگاه انار است كه هرساله خسارت هاي زيادي را به باغداران وارد مي كند. كرم گلوگاه انار از طريق تاج وارد انار شده و تخم گذاري مي كند ولاروآن در داخل انار به وسيله سم پاشي از بين نمي رود. در بخش كنترل آفات مركز تحقيقات كشاورزي وابسته به سازمان انرژي اتمي، از طريق تكنيك عقيم سازي حشرات كه در آژانس انرژي اتمي شناخته می‌شود، حشره پرورش وتكثير می‌شود و تخم گذاري مي كند و بعد با پرتو تابي تخم يا شفيره حشره بدون آنكه دررفتار فيزيولوژي آنها تغييري حاصل شود، عقيم و سپس در طبيعت رها مي شوند و با حشرات ديگر جفت گيري مي كنند اما نسلي نخواهند داشت، بدين ترتيب بعد از چند سال اين آفت كنترل خواهد شد. اين نوع مبارزه با آفات از نظر كشاورزي پايدار و حفظ محيط ريست مورد توجه مي باشد.


نویسنده مقاله: خانم منیره حاجی آقائی کامرانی


مقاله تخصصی قبلی سایت آگهی تخصصم اینه را می توانید اینجا بخوانید

در فرم زیر نیز می توانید ایمیل خود را برای دریافت آخرین مقاله های سایت وارد نمایید.

5/5 - (2 امتیاز)

توسط مدیر سایت و تولید محتوا

بنده ارشد مهندسی مکانیک و مدیر سایت هستم. با توجه به مشکلات عدیده ای که از عدم تخصص ناشی می شد، از سال 95 با این امید که متخصصین و تحصیلکرده های کشور بتوانند مشکلات مملکت رو حل کنند، سایت آگهی تخصصم اینه را استارت زدم. انشاءالله که هر کدام گامی هرچند کوچک در این مسیر برداریم.