F.PHYSICIST
9th August 2011, 12:37 PM
فناوري هسته اي و اثرات زيست محيطي آن
اثرات محيطي
http://img.tebyan.net/big/1390/05/2368997159254161782432577165207699229218.jpg
توليد برق از هر نوع انرژي اوليه، داراي اثرات محيطي ويژه اي مي باشند. يك ارزيابي متعادل از انرژي هسته اي شامل مقايسه اثرات محيطي آن با اثرات محيطي توليد الكتريسيته توسط زغال سنگ است. در يك معدن اورانيوم، دستور العمل هاي استاندارد بهره برداري اطمينان مي دهد كه هيچگونه آلودگي قابل توجه در هوا يا آب وجود ندارد و يا به وجود نمي آيد. امروزه، اثرات محيط زيست ناشي از استخراج معادن زغال سنگ ناچيزند، مگر در مقادير و ابعاد وسيع كه احتياج به احياي محيط پيرامون فعاليت ها داشته باشد و در محل ها و مناطق خاصي، پساب ها و زهكشي اسيدي ناشي از عمليات اخير، يك مشكل جدي تلقي مي شود.
روزانه مقادير قابل توجهي مواد راديو اكتيويته از نيروگاه هاي زغال سنگي و نيز هسته اي به جو زمين وارد مي شود.
ممكن است در مورد زغال سنگ كمي عجيب و دور از ذهن باشيد اما سوزاندن زغال سنگ، مقادير كمي اورانيوم، راديوم و توريم كه در زغال سنگ موجودند را رها مي كند و اين رهاسازي حين عمليات احتراق سبب راديواكتيويته شدن خاكستر حاصل مي گردد
نيروگاه هاي هسته اي و مراكز باز فرآوري سوخت هاي هسته اي نيز مقدار كمي گاز راديواكتيو آزاد مي كنند، براي مثال كريپتون 85 و زنون 133 و نيز ممكن است مقدار كمي از يد 131 (كه به كمك تجهيزات پيشرفته آشكار سازي در محيط قابل تشخيص مي باشد) آزاد سازند. براي كاهش انتشار خاكستر ناشي از نيزوگاه هاي زغال سنگي و همينطور راديو نوكلوييدهاي حاصل از نيروگاه هاي هسته اي و نيز ساير نيروگاه ها گام هايي برداشته شده است. در حال حاضر هيچكدام از اين فعاليت ها مشكل زيست محيطي قابل توجهي را به وجود نياورده اند.
http://img.tebyan.net/big/1390/05/2392551402265121310375762455919415322817314.jpg
پسمان هاي هسته اي جامد حاصل از نيروگاه هاي هسته اي كه شديدا راديواكتيو هستند، را ممكن است به مدت 40 تا 50 سال نگهداري كنند تا اكتيويته آنها به كمتر از يك در صد ميزان اوليه كاهش يابد. معذالك براي رهايي از آنها، حتي همين پسمان هاي قديمي را ممكن است دور از جو زمين نگهداري كرد. پسمان هاي با سطح اكتيويته متوسط در مخازن زير زميني قرار داده مي شوند. پسمان هاي با اكتيويته كم نيز به طور سنتي دفن مي شوند. خاكستر راديواكتيو حاصل از نيروگاه هاي زغال سنگي در گذشته اثرات قابل توجهي بر طبيعت داشتند، زيرا با آنها به عنوان مشكل برخورد نشده بود. گرماي اتلافي توليد شده بر اثر عدم كارايي ذاتي تبديل انرژي، براي توليد الكتريسيته در نيروگاه هايي كه سوخت آنها زغال سنگ يا اورانيوم باشد، كمابيش يكسان است.
كارايي گرمايي نيروگاه هاي زغال سنگي بين 20 درصد تا 40 درصد متغير است. انواع جديدتر آنها كارايي بالاي 32 درصد را ارايه مي دهند. نيروگاه هاي هسته اي داراي كارايي بين 29 درصد تا 38 درصد هستند
امروزه نوع رايج راكتورهاي آب سبك كارايي حدود 34 درصد دارند. بنابراين از نظر ميزان اتلاف حرارتي هيچ كدام از سوخت ها ترجيحي به يكديگر ندارند، مستقل از اينكه خنك سازي در يك نيروگاه از طريق آب يك رودخانه يا برج هاي خنك كننده، با استفاده از هوا انجام شود. در هر صورت اين گرما هميشه لازم نيست كه تلف شده باشد.
http://img.tebyan.net/big/1390/05/138233177163183199168443213818341312013750.jpg
در نقاط داراي آب و هواي خنك تر، اين گرما به ميزان زيادي قابليت مصرف جهت استفاده هاي منطقه اي و كشاورزي پيدا مي كند، و اين به سهم خود سبب كاهش حجم بخار مي گردد كه مه هاي محلي ناشي از آزاد شدن گرما در محيط به وجود مي آيند. در توليد برق با استفاده از نيروگاه هاي زغال سنگي يا نفتي مسئله زيست محيطي مهم، توليد CO2 و SO2 است. وقتي كه زغال سنگ با 5/2 درصد گوگرد براي توليد برق استفاده مي شود به ازاي هر نفر در يك سال به ميزان 9 تن CO2 و ميزان 120 كيلوگرم SO2 توليد گردد.
گاز CO2 و يا حتي SO2 از ديگر سوختهاي فسيلي مانند نفت و گاز نيز بوجود مي آيد. دي اكسيد گوگرد چنانچه به مقدار زياد در جو زمين آزاد شود، سبب باران هاي اسيدي مي گردد. در نيم كره شمالي سالانه ميليون ها تن SO2 بر اثر توليد برق آزاد مي شود، هرچند كه اين آلودگي اخيرا به ميزان زيادي كمتر شده است.
باران هاي اسيدي با PH برابر 4 يا كمتر از تبعات مستقيم رهاسازي اين گازهاي آلاينده در هواست. اين باران هاي اسيدي در شمال شرقي آمريكا و كشورهاي اسكانديناوي تغييرات زيست شناختي، اكولوژيكي و ضررهاي اقتصادي را موجب شده است. در بريتانيا و آمريكا ابتدا به منظور كاهش موارد ياد شده، بيشتر از نفت با گوگرد كمتر يا گاز طبيعي استفاده مي شد. اما اين راه برد، برخي مسائل كلي ناشي از هزينه حمل و نقل نفت و يا شبكه لوله كشي گاز به خانه ها و موسسات صنعتي را به همراه داشته است.
در يك نگاه كلي بررسي اثرات زيست محيطي توليد برق هسته اي و جلوگيري از توليد آلاينده هاي گازي معدني يا راديواكتيو مي تواند گام موثري در رفع نگراني هاي جامعه جهاني پيرامون استفاده صلح آميز از انرژي هسته اي باشد
الكتريسيته توليدي با انرژي هسته اي تنها زماني به كار بشر امروز مي آيد كه تخريب هاي زيست محيطي اين فرايند توليد و بازفرآوري مواد آن در كمترين سطح ممكن باشد.
منبع: تبيان
اثرات محيطي
http://img.tebyan.net/big/1390/05/2368997159254161782432577165207699229218.jpg
توليد برق از هر نوع انرژي اوليه، داراي اثرات محيطي ويژه اي مي باشند. يك ارزيابي متعادل از انرژي هسته اي شامل مقايسه اثرات محيطي آن با اثرات محيطي توليد الكتريسيته توسط زغال سنگ است. در يك معدن اورانيوم، دستور العمل هاي استاندارد بهره برداري اطمينان مي دهد كه هيچگونه آلودگي قابل توجه در هوا يا آب وجود ندارد و يا به وجود نمي آيد. امروزه، اثرات محيط زيست ناشي از استخراج معادن زغال سنگ ناچيزند، مگر در مقادير و ابعاد وسيع كه احتياج به احياي محيط پيرامون فعاليت ها داشته باشد و در محل ها و مناطق خاصي، پساب ها و زهكشي اسيدي ناشي از عمليات اخير، يك مشكل جدي تلقي مي شود.
روزانه مقادير قابل توجهي مواد راديو اكتيويته از نيروگاه هاي زغال سنگي و نيز هسته اي به جو زمين وارد مي شود.
ممكن است در مورد زغال سنگ كمي عجيب و دور از ذهن باشيد اما سوزاندن زغال سنگ، مقادير كمي اورانيوم، راديوم و توريم كه در زغال سنگ موجودند را رها مي كند و اين رهاسازي حين عمليات احتراق سبب راديواكتيويته شدن خاكستر حاصل مي گردد
نيروگاه هاي هسته اي و مراكز باز فرآوري سوخت هاي هسته اي نيز مقدار كمي گاز راديواكتيو آزاد مي كنند، براي مثال كريپتون 85 و زنون 133 و نيز ممكن است مقدار كمي از يد 131 (كه به كمك تجهيزات پيشرفته آشكار سازي در محيط قابل تشخيص مي باشد) آزاد سازند. براي كاهش انتشار خاكستر ناشي از نيزوگاه هاي زغال سنگي و همينطور راديو نوكلوييدهاي حاصل از نيروگاه هاي هسته اي و نيز ساير نيروگاه ها گام هايي برداشته شده است. در حال حاضر هيچكدام از اين فعاليت ها مشكل زيست محيطي قابل توجهي را به وجود نياورده اند.
http://img.tebyan.net/big/1390/05/2392551402265121310375762455919415322817314.jpg
پسمان هاي هسته اي جامد حاصل از نيروگاه هاي هسته اي كه شديدا راديواكتيو هستند، را ممكن است به مدت 40 تا 50 سال نگهداري كنند تا اكتيويته آنها به كمتر از يك در صد ميزان اوليه كاهش يابد. معذالك براي رهايي از آنها، حتي همين پسمان هاي قديمي را ممكن است دور از جو زمين نگهداري كرد. پسمان هاي با سطح اكتيويته متوسط در مخازن زير زميني قرار داده مي شوند. پسمان هاي با اكتيويته كم نيز به طور سنتي دفن مي شوند. خاكستر راديواكتيو حاصل از نيروگاه هاي زغال سنگي در گذشته اثرات قابل توجهي بر طبيعت داشتند، زيرا با آنها به عنوان مشكل برخورد نشده بود. گرماي اتلافي توليد شده بر اثر عدم كارايي ذاتي تبديل انرژي، براي توليد الكتريسيته در نيروگاه هايي كه سوخت آنها زغال سنگ يا اورانيوم باشد، كمابيش يكسان است.
كارايي گرمايي نيروگاه هاي زغال سنگي بين 20 درصد تا 40 درصد متغير است. انواع جديدتر آنها كارايي بالاي 32 درصد را ارايه مي دهند. نيروگاه هاي هسته اي داراي كارايي بين 29 درصد تا 38 درصد هستند
امروزه نوع رايج راكتورهاي آب سبك كارايي حدود 34 درصد دارند. بنابراين از نظر ميزان اتلاف حرارتي هيچ كدام از سوخت ها ترجيحي به يكديگر ندارند، مستقل از اينكه خنك سازي در يك نيروگاه از طريق آب يك رودخانه يا برج هاي خنك كننده، با استفاده از هوا انجام شود. در هر صورت اين گرما هميشه لازم نيست كه تلف شده باشد.
http://img.tebyan.net/big/1390/05/138233177163183199168443213818341312013750.jpg
در نقاط داراي آب و هواي خنك تر، اين گرما به ميزان زيادي قابليت مصرف جهت استفاده هاي منطقه اي و كشاورزي پيدا مي كند، و اين به سهم خود سبب كاهش حجم بخار مي گردد كه مه هاي محلي ناشي از آزاد شدن گرما در محيط به وجود مي آيند. در توليد برق با استفاده از نيروگاه هاي زغال سنگي يا نفتي مسئله زيست محيطي مهم، توليد CO2 و SO2 است. وقتي كه زغال سنگ با 5/2 درصد گوگرد براي توليد برق استفاده مي شود به ازاي هر نفر در يك سال به ميزان 9 تن CO2 و ميزان 120 كيلوگرم SO2 توليد گردد.
گاز CO2 و يا حتي SO2 از ديگر سوختهاي فسيلي مانند نفت و گاز نيز بوجود مي آيد. دي اكسيد گوگرد چنانچه به مقدار زياد در جو زمين آزاد شود، سبب باران هاي اسيدي مي گردد. در نيم كره شمالي سالانه ميليون ها تن SO2 بر اثر توليد برق آزاد مي شود، هرچند كه اين آلودگي اخيرا به ميزان زيادي كمتر شده است.
باران هاي اسيدي با PH برابر 4 يا كمتر از تبعات مستقيم رهاسازي اين گازهاي آلاينده در هواست. اين باران هاي اسيدي در شمال شرقي آمريكا و كشورهاي اسكانديناوي تغييرات زيست شناختي، اكولوژيكي و ضررهاي اقتصادي را موجب شده است. در بريتانيا و آمريكا ابتدا به منظور كاهش موارد ياد شده، بيشتر از نفت با گوگرد كمتر يا گاز طبيعي استفاده مي شد. اما اين راه برد، برخي مسائل كلي ناشي از هزينه حمل و نقل نفت و يا شبكه لوله كشي گاز به خانه ها و موسسات صنعتي را به همراه داشته است.
در يك نگاه كلي بررسي اثرات زيست محيطي توليد برق هسته اي و جلوگيري از توليد آلاينده هاي گازي معدني يا راديواكتيو مي تواند گام موثري در رفع نگراني هاي جامعه جهاني پيرامون استفاده صلح آميز از انرژي هسته اي باشد
الكتريسيته توليدي با انرژي هسته اي تنها زماني به كار بشر امروز مي آيد كه تخريب هاي زيست محيطي اين فرايند توليد و بازفرآوري مواد آن در كمترين سطح ممكن باشد.
منبع: تبيان