الطاقة النووية

شهدت الخمسينيات من القرن الماضي بداية تشغيل أول محطة للطاقة الكهربائية التي تعتمد على الحرارة الناتجة من انشطار ذرات اليورانيوم، حيث يدرك العديد من الأفراد اليوم الدور الحيوي الذي تلعبه الطاقة النووية في إنتاج كمية كبيرة من الكهرباء المعتمدة على مصادر طاقة منخفضة الكربون على مستوى العالم.

من المهم أن نلاحظ الاستخدامات المتنوعة للنظائر المشعة والمفاعلات النووية الحرارية وغير الثابتة، والتي تشمل مجالات متعددة مثل المنتجات الاستهلاكية، والزراعة، والصناعة، والطب، والبحث العلمي، وقطاع النقل، بالإضافة إلى إدارة موارد المياه وحماية البيئة.

تطبيقات الطاقة النووية

تتعدد الاستخدامات والتطبيقات العملية للطاقة النووية، منها:

النظائر المشعة

يُعتبر عالم الكيمياء المجري جورج دي هيفيسي (George de Hevesy) رائداً في أول تطبيق عملي للنظائر المشعة في عام 1911، حيث كان يدرس المواد المشعة بالطبيعة. وقد راودته الشكوك حول أن بعض الوجبات المقدمة كانت مكونة من بقايا طعام قديمة، لكنه واجه صعوبة في إثبات ذلك.

لتأكيد هذا الأمر، وضع جرعة صغيرة من مواد مشعة في بقايا الوجبة، وبعد عدة أيام، استخدم وسائل كشف بسيطة للإشعاع، مثل المكشاف الكهربائي من ورق الذهب، للتأكد من مدى إشعاع الطعام المقدم.

بالفعل، توصل جورج دي هيفيسي إلى نتائج تدعم شكوكه، مما أدى إلى حصوله على جائزة نوبل في عام 1943 وجائزة أتومز من أجل السلام في عام 1959، ويعتبر هذا الاستخدام هو الأول لمقتفي الأثر الإشعاعي.

من بين الموردين الرئيسيين للنظائر المشعة، نجد الشركات التالية:

• شركة “Mallinckrodt” للأدوية في أيرلندا.
• شركة “MDS Nordion” في كندا.
• شركة “IRE” في أوروبا.
• شركة “NTP” في جنوب إفريقيا.
• شركة “Isotop-NIIAR” في روسيا.
• شركة “ANSTO” في أستراليا.

الزراعة

تقدر منظمة الأغذية والزراعة التابعة للأمم المتحدة (FAO) أن نحو 795 مليون شخص (أي ما يعادل 1 من كل 9) عانوا من نقص التغذية المزمن في عام 2014.

تساعد النظائر المشعة والتقنيات الإشعاعية في تحسين هذه الأرقام، فضلاً عن تحسين الإنتاج الغذائي. وتعمل منظمة الأغذية والزراعة بالتعاون مع الوكالة الدولية للطاقة الذرية في برامج تهدف إلى تعزيز استدامة الغذاء من خلال تكنولوجيا الحيوية النووية.

استكشاف الفضاء

تساهم أنظمة الطاقة المعتمدة على النظائر المشعة (Radioisotope Power Systems) بشكل كبير في استكشاف الفضاء. تستخدم هذه الأنظمة لتشغيل المركبات الفضائية في الظروف القاسية التي تواجهها عند استكشاف الفضاء البعيد.

الطاقة النووية

تعتبر الطاقة النووية مصدراً مهماً للطاقة، حيث تسهم بنحو 20% من احتياجات الولايات المتحدة من الكهرباء، وتُعد أكبر مصدر للطاقة النظيفة في البلاد، حيث تساهم بحوالي 60% من الكهرباء الخالية من الانبعاثات الضارة والمسببة للتلوث، وهو ما يتجاوز مجموع جميع مصادر الطاقة المتجددة.

التشخيص والعلاج الطبي

يستخدم نحو ثلث المرضى في المستشفيات الأمريكية الإشعاع أو المواد المشعة من أجل التشخيص أو العلاج.

ومن الملحوظ أن التصوير الطبي النووي، الذي يدمج بين استخدام النظائر المشعة والتصوير بالأشعة، يساهم في مساعدة الأطباء على تحديد الأورام وحالات أخرى نادرة وخاصة، مما يسهل عليهم اتخاذ القرارات العلاجية الأفضل.

التحقيق الجنائي

في بعض الحالات، يعتمد المحققون الجنائيون على النظائر المشعة كمصدر للأدلة التي تربط المشتبه بهم بارتكاباتهم. يمكن استخدام تقنيات الإشعاع لتحليل المواد الكيميائية الموجودة في أشياء مثل الطلاء والزجاج والشريط اللاصق والبارود والرصاص والسموم.

تحلية المياه

توفير مياه الشرب هو عنصر أساسي في التنمية المستدامة. عندما يصبح الوصول إلى المياه العذبة من مصادر طبيعية أمراً صعباً، يصبح من الضروري الاعتماد على تقنيات تحلية المياه من البحر أو من المياه المعدنية أو wastewater الحضرية.

تم إثبات كفاءة إنشاء محطات تحلية نووية متكاملة على مدى أكثر من 150 عاماً من الخبرة في تشغيل المفاعلات، خصوصاً في دول مثل كازاخستان والهند واليابان. يتوقف التوسع في استخدام تحلية المياه النووية كمشروع تجاري على العديد من العوامل الاقتصادية.

الدواء

ويستخدم الإشعاع بشكل واسع في المجال الطبي، خاصة في تشخيص وعلاج الحالات الصحية المختلفة. تشير التقديرات إلى أن شخصاً واحداً من كل 50 في البلدان المتقدمة يستخدم الطب النووي التشخيصي سنوياً، في حين تتكرر علاجات الإشعاع بصورة أقل بمعدل عشر مرات.