فایل ورد کامل مقاله پسماندهای مواد رادیواکتیو؛ تحلیل علمی پیامدهای زیست‌محیطی، ایمنی و راهکارهای مدیریت پایدار

توجه : به همراه فایل word این محصول فایل پاورپوینت (PowerPoint) و اسلاید های آن به صورت هدیه ارائه خواهد شد

 فایل ورد کامل مقاله پسماندهای مواد رادیواکتیو؛ تحلیل علمی پیامدهای زیست‌محیطی، ایمنی و راهکارهای مدیریت پایدار دارای ۲۶ صفحه می باشد و دارای تنظیمات در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است

فایل ورد فایل ورد کامل مقاله پسماندهای مواد رادیواکتیو؛ تحلیل علمی پیامدهای زیست‌محیطی، ایمنی و راهکارهای مدیریت پایدار  کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه  و مراکز دولتی می باشد.

توجه : در صورت  مشاهده  بهم ریختگی احتمالی در متون زیر ،دلیل ان کپی کردن این مطالب از داخل فایل ورد می باشد و در فایل اصلی فایل ورد کامل مقاله پسماندهای مواد رادیواکتیو؛ تحلیل علمی پیامدهای زیست‌محیطی، ایمنی و راهکارهای مدیریت پایدار،به هیچ وجه بهم ریختگی وجود ندارد

بخشی از متن فایل ورد کامل مقاله پسماندهای مواد رادیواکتیو؛ تحلیل علمی پیامدهای زیست‌محیطی، ایمنی و راهکارهای مدیریت پایدار :

پسمانهای مواد رادیو اکتیو

مقدمه
پسمانهای مواد رادیو اکتیو در تاسیسات هسته ای ، تهیه و تولید رادیو ایزوتوپها ، آزمایشگاههای رادیو شیمی ، نیروگاههای هسته ای ، صنایع ، پزشکی هسته ای و باز فراوری سوختهای مصرف شده به صورت جامد ، مایع و گاز تشکیل می شوند و ساطع کننده پرتوهای یون ساز می باشند . پسمانهای مواد رادیو اکتیو بر حسب میزان اکتیویته به سه دسته تقسیم بندی می شوند :
۱- LLW یا پسمانهای با اکتیویته پایین ( در حدود m3 / ci 1/0 )

۲- MLW یا پسمانهای با اکتیویته متوسط ( M3 / CI 4 10 – ۱/۰ )
۳- HLW یا پسمانهای بااکتیویته بالا ( بیشتر از m3 / ci 4 10)
فاکتور رفع آلودگی مقیاسی برای آمایش پسمانهای مایع می باشد . هر چه فاکتور رفع آلودگی بیشتر باشد نشانگر آن است که فرایند جدا سازی بهتر صورت گرفته است . طبق تعریف فاکتور رفع آلودگی عبارت است از :
اکتیویته بعد از آزمایش اکتیویته قبل از آزمایش = DF
در روش تبخیر ، فاکتور رفع آلودگی بین ۶ ۱۰ – ۵ ۱۰ است . پسمانهای رادیو اکتیو بخش عمده ای از محصول اجتناب ناپذیر تولید انرژی الکتریکی حاصل از شکافت هسته در راکتورهای تحقیقاتی و نیروگاههای اتمی هستند . پسمانهای رادیو اکتیو در تاسیسات هسته ای به صورت مایع – جامد و گازی تولید می شوند . این پسمانها آلوده به مواد رادیو اکتیو بوده و بیشترین مقدار آن از نظر میزان اکتیویته در روند بازیابی سوختهای مصرف شده ضمن عملیات جدا سازی اورانیوم و پلوتونیم از محصولات شکافت حاصل می شود . مشکل عهده در پسمانها نیمه عمر آنهاست . بعضی از رادیو ایزوتوپهای موجود در پسمان دارای نیمه عمر بسیار طولانی بوده که شرایط ایمنی خاصی را طلب می کند و می بایست در مکان مناسبی نگهداری شوند تا به محیط زیست راه نیابند در غیر این

صورت آلودگیهای خطرناک زیست محیطی را به همراه خواهند داشت . با توجه به سمیت شدید رادیوبیولوژیکی و شیمیایی رادیونوکلیدهای موجود در پسمانها آمایش و جداسازی به منظور جلوگیری از پخش و مهاجرت این گونه عناصر سمی و پرتو زا به محیط زیست ضروری به نظر می رسد و باید آمایش و بهسازی بر روی پسمانها به طور اصولی و دقیق صورت گیرد .

آمایش پسمانهای آلوده به مواد رادیو اکتیو
پسمانهای رادیو اکتیو حاصل از یک کارخانه بازیابی با ظرفیت سالیانه ۱۵۰۰ تن پیش از سه میلیار کوری پرتو گاما و بتا و دو میلیون کوری پرتو آلفا تولید می کند . مقدار این پسمانها از نظر میزان حجم بالغ ۰۰۰/۵۰ متر مکعب در سال می باشد .

که پس ازعملیات رادیو شیمیایی به روشهای مختلف می توان حجم آن را به کمتر از ۴۰۰۰ متر مکعب تقلیل داد . هدف آمایش پسمانهای مایع ، جداسازی رادیونو کلیدهای موجود در پسمان به روشهای مختلف مانند رسوب گیری ، تبخیر و تبادل یونی است و سپس جهت عدم مهاجرت مواد رادیو اکتیو به محیط زیست می بایست آنها را در سیمان یا قیر و شیشه تثبیت کرد .
از آنجاییکه نیمه عمر رادیو ایزوتوپهای موجود در پسمانهامعمولاً بسیار بالاست پس از انجام موارد فوق باید این پسمانها را در مکانهایی خاص و دور از دسترس نگهداری نمود تا ضمن تلاشی به نو کلیدهای پایدار تبدیل شوند . از روشهای مناسب و از نظر اقتصادی مقرون به صرفه جهت آمایش پسمانهای مایع و جامد می توان به روشهای سمنت کردن ، قیر کردن ، شیشه کردن ، روش خاکستر کردن اتمی و بالاخره فرستادن آنها به کرات دیگر دیگر اشاره کرد . شیشه های بر سیلیکات به طور ماکزیمم قادر است ۱۰ کوری اکتیویته از محصولات شکافت را در خود نگهدارد . برای دفع زباله های اتمی در پسمانگور باید به مسایل زمین شناسی ، خاک شناسی ، آب شناسی ، زلزله نگاری و تعیین عمق آبهای زیر زمینی توجه شود . به هر صورت زباله های اتمی وحشت زا بوده و مهندسین شیمی و دانشمندان علوم هسته ای باید راه حلهای علمی و رضایت بخشی باید راه حلهای علمی و رضایت بخشی را برای جدا سازی عناصر ترانس اورانیوم از

محصولات شکافت به طور دقیق بررسی نموده و از عملیات جدا سازی با دقت بالا در مقیاس صنعتی استفاده نمایند تا بتوان عناصر ترانس اورانیوم به خصوص پلوتونیم ۲۳۹ را که هسته قابل قابل شکافت می باشد با پرتودهی در راکتور به محصولات با نیمه عمر کوتاه تبدیل نمود و از پخش و مهاجرت آن به محیط زیست جلوگیری به عمل آورد . طبق رفرنسهای موجود ، دفع پسمانهای

هسته ای در اعماق زمین که از سال ۱۹۴۵ معمول شده روش اطمینان بخشی نمی باشد . زیرا پوسیدگی تدریجی و نشت آب از محفظه هاو همچنین سیل وزلزله و آتش فشانها می تواند این پسمانها را بر روی زمین بیاورد . و آبهای سطحی و همچنین محیط زیست را آلوده و مسموم نماید . لذا زباله های اتمی معمایی بسیار بزرگ و پیچیده تر از خود اتم و سلاحهای هسته ای راتشکیل می دهد زیرا هنوز قانون قاعده و استاندارد کشوری برای مدفون ساختن دایمی پسمانهای رادیو

اکتیو با نیمه عمر بالا در کار نیست و هیچ محل همیشگی نیز برای این کار وجود ندارد . خوشبختانه کشورما در شرایط کنونی باامکانات وسیع و گسترده خود بااین گونه پسمانها در حال حاضر سر و کار ندارد . به هر صورت کنترل و نگهداری پسمانهای رادیو اکتیو باید بر اساس مقررات و بررسیهای عمده از نظر ایمنی برای سلامتی نسلهای حال و آینده ارزیابی شود . چه ما علاوه بر وظیفه رفع خطر از نسلهای کنونی مسئولیت خطیری در مقابل حفظ سلامتی چندین هزار نسل آینده را نیز به عهده داریم و این در صورتی است که تولید پسمانها به همین جا ختم می شود . زیرااگر تولید انرژی در آینده به طور گسترده تری از صنایع هسته ای تامین می شود . مشکل دفع پسمانهای رادیو اکتیو از نظر تکنولوژی نهتنها ساده نبوده بلکه به مخارج کمر شکن از نظر اقتصادی نیز منتهی می

شود . با توجه به درجه سمیت این مواد پرتو زا از نظر رادیو تو کسیکولوژی ، بررسی ، کنترل ، نگهداری ، آمایش و دفع آنها مسئولیت سنگینی را برای مسئولین مربوطه ایجاد می نماید . در مراکز هستهای مسئولیت بررسی ، جمع آوری ، دوزیمتری و انتقال و دفع پسمانهای موارد رادیو اکتیو به عهده واحدی بنام پسمانداری می باشد ، که هدف آن بررسیهای علمی ، فنی ، اقتصادی و انتخاب

رودخانهها و آبهای زیر زمینی است . عمده ترین رادیونو کلیدها از نظر تولید پسمان ، استرانسیم ، ۹۰ و سزیم – ۱۳۷ با نیمه عمرهای ۲۸ و ۱/۳۰سال می باشد که بررسی و کنترل آنها از نظر مسایل زیست محیطی وظیفه مهم و پر مسئولیتی را برای تشکیلاتی پسمانداری ایجاد می نماید . در کشورهای پیشرفته ای نظیر آلمان ، پسمانهای با اکتیویته کم و متوسط را پس از جداسازی و تثبیت در سیمان ، یا قیر ، در گنبدهای نمکی با عمق بیش از ۱۰۰۰ متر دفن می کنند . لازم به ذکر است که دولت آلمان از دفن پسمانهای عناصر ترانس اورانیوم در این گنبدهای نمکی خودداری می نماید . زیرااین عناصر بی اندازه سمی و خطرناک بوده و چنانچه در طی زمان این گنبدها به زیر آب روند ، آب دریاها را شدید آلوده خواهند نمود . عناصر ترانس اورانیوم ( به جز پلوتونیوم که به صورت پیش تشکیل یا primordial در پوسته زمین وجود دارد ) به طور مصنوعی تهیه می گردند . این عناصر از نپتونیم شروع شده و شامل ۱۴ عنصر بعد از آن در جدول تناوبی می باشد که همگی در حال پرکردن اربیتال داخلی ۵f می باشند و لذا از نظر خواص شیمیایی بسیار شبیه به هم عمل کرده ، بنابراین جدا سازی آنها نیز بسیار دشوار است .
با توجه به قدرت مهاجرت بالای عناصر ترانس اورانیوم در صورت ورود این عناصر به محیط زیست ( از جمله محیطهای آبی نظیر دریاها ، دریاچه ها و اقیانوسها ) آلودگیهای شدید زیست محیطی ایجاد خواهد شد .. به عنوان مثال پلوتونیم – ۲۳۹ که امروزه در جهان از نظر استراتژیکی بسیار بااهمیت است ، دارای نیمه عمر ۲۴۴۰۰ سال بعد می باشد وبنابراین قادر است به طور وحشتناکی برای قرنهای متمادی محیط را آلوده نماید .

نقش آلودگیهای رادیو اکتیو در اکو سیستمهای آبی
همزمان با مطالعاتی کهدر زمینه آلودگیهای هستهای در اتمسفر بهعمل آمده مطالعات و پژوهشهای گسترده ای هم در محیط های آبی رخ داده و مشخص گردیده که نسبت مستقیمی بین رها سازی پسمانهای مایع ناشی از تاسیسات هسته ای و افزایش آلودگیهای رادیو اکتیو در محیط آبی ( نظیر دریاها و اقیانوسها ) وجود دارد. در واقع محیط های دریایی قسمت اعظم ریزش پسمانهای مایع را در بر دارند . معمولاً رادیو ایزوتوپها جذب ذرات معلق موجود در آب شده و سپس با توجه به نوع بستر دریا ( که خاصیت تبادل یونی قوی یا ضعیف داشته باشد ) در آن جایگزین می شوند . به عنوان مثال کربوناتها به علت خاصیت تبادل یونی ضعیف کمتررادیونو کلیدها را جذب می کند .تخلیه رادیونو کلیدها در یک منطقه سبب آلودگی رسوبات در جهت عمودی شده به طوری که ذرات جدید بر روی ذرات قدیمی قرار می گیرند این فرایند به نام فرایند رشد یا افزایش شناخته شده است . قابل توجه است که مواد رادیو اکتیو به علت جذب سطحی و عمقی در حیوانات

دریایی می توانند وارد زنجیره عذایی گردند . مثلاً جلبکها یکی از عوامل انتقال مواد رادیو اکتیو به جانوران دریایی محسوب می شوند و در واقع به عنوان یک ردیاب مناسب برای رادیو نو کلیدهایی که تعیین آنها در آب مشکل است به شمار می روند ( البته خاصیت جذب مواد رادیو اکتیو در انواع مختلف جلبکها متفاوت است . ) هملانطور که اشاره شد از عناصر رادیو اکتیو بسیار خطرناک ، پلوتونیم می باشد . پس از ورود پلوتیونیمبه محیط زیست از جمله دریاها این عنصر وارد زنجیره غذایی شده و در نهایت می تواند وارد بدن انسان شود .

طبق بررسیهای به عمل آمده تجمع پلوتونیم در ماهیان آبهای شیرین بیشتر در اندامهایی نظیر جگر ، کلیه ، طحال و استخوانها دیده می شود . گسترده فاکتور انتقال از آب به ماهی حدود ۱۰ تا ۱۰۰۰ می باشد . اما برای ماهیان دریاها این فاکتورکوچکتر است . نیمه عمر بیولوژیکی برای پلوتونیم معمولاً حدود ۳۰ روز است که در موارد نادر تا ۲۰۰ روز هم افزایش می یابد . در موجوداتی نظیر خرچنگها ، جذب پلوتونیم از آب دریا به آرامی صورت می گیرد . علاوه بر این قسمتی از پلوتونیم که از طریق پوست وارد بدن جانور می شود می تواند از طریق اسکلت قدیمی جدا شده خارج گردد . تنظیم تعادل در خرچنگ دریایی بعداز ۱۵۰ تا ۲۵۰ روز مشاهده می گردد . پس از فاجعه چرنوبیل ( انفجار راکتور شماره ۴ نیروگاه هسته ای چرنوبیل – ۲۶ آوریل ۱۹۸۶ ) بیش از پنجاه میلیون کوری مواد گوناگون پرتوزا نظیر رید- ۱۳۱ ، سزیم – ۱۳۴ و ۱۳۷ پلوتونیوم ۲۳۹ و ; در حجم های مختلف و در گستره ۴۰۰-۳۰۰ کیلومتری پخش شده و این در حالی است که ورزش باد ذرات سبکتر را تا کشورهای دور دست نیز انتقال داد . خوشبختانه طی نمونه برداری و مراحل مختلف و پیچیده آماده سازی و آنالیز رسوبات دریای خزر ( در سال ۱۳۷۴ ) در دو منطقه آستارا و انزلی نسبت به عنصر خطرناک پلوتونیوم ، مشخص گردید که مقدار این عنصر در مقایسه با مناطق آلوده بسیار ناچیز و قابل اغماض است .
از آنجایی که پلوتونیوم عنصریی با پرتو دهی آلفاست می تواند ضایعات جبران ناپذیری را برای بدن به همراه آورد . ذرات آلفا در ارگانهای بحرانی بدن نظیر جگر ذخیره شده و آنگاه این ذره با برد کم و انرژی بالایی ( ۴-۸ mev ) که دارد قادر است انرژی خود را بدون کم و کاست به یک سلول منتقل کرده و آنرا نابود نماید . البته در این مرحله مغز استخوان مجددا شروع به سلول منتقل کرده و آنرا نابود نماید . البته در این مرحله مغز استخوان مجدداً شروع به سلول سازی خواهد نمود . اما اگر شعله آلفا به DNA برخورد کند از آن یک رادیکال ساخته خواهد شد . و آنگاه این رادیکالبارادیکال های دیگر ترکیب شده پیوند شیمیایی را به وجود می آورد که برای انسان نا شناخته بوده وبه مرگ دردناکی می انجامند. همچنین فرایند موتاسیئون که در روند تکامل انسان در نسل بشر اختلال ایجاد می کند ، یکی دیگر از عوارض پرتوهای یونساز مواد رادیواکتیو می باشد .

آلودگی حرارتی
آلودگی حرارتی نوع جدیدی از آلودگی بوده که ناشی از افزایش آهنگ رشد جوامع بشری و صنایع و نیاز آنها به انرژی می باشد . احداث سریع تعداد زیادی از نیروگاههای حرارتی ( که با سوختهای فسیلی کار می کند ) و نیروگاههای هسته ای در امتداد جریانهای آبی و سواحل می تواند اکو سیستم آبی را تغییر معمولاً در جهت بهبود محیط زیست و بهره برداری قاره ای و دریایی نیست . با انتشارات گزارشات سالهای ۱۹۶۵-۱۹۶۲ دولت آلمان فدرال – آشکار شد که حدود۰۰۰/۷۰۰

ماهی طی افزایش حرارت آب از بین رفته اند . محاسبات انجانم شده از نتایج نمونه برداریهای نیروگاههای حرارتی در رودخانه سن بین پاریس و لوهاور نشان می دهد که فاصله بین این نیروگاهها تا رودخانه ، بایستی چه میزان باشد تا دمای آب در حد قابل قبولی باقی بماند .
در واقع گرم شدن آب موجب کاهش مقدار اکسیژن محلول و در نتیجه کاهش قدرت خود پالایی رودخانه می گردد . بنابراین آلودگی ناشی از مواد آلی در رودخانه ها افزایش یافته و در نحوه پخش و پراکنش موجودات رودخانه که در حالت طبیعی به طور عادی زندگی می کنند تغییراتی به وجود

می آورد . به عنوان مثال می توان به از بین رفتن نوعی ماهی استخوانی به نام SALMONIDE و رشد غیر عادی آمیبهایی که شرایط بهداشتی محیط را به هم می زنند اشاره کرد . از بعد دیگر سوختهای فسیلی موجب بالارفتن درجه حرارت اتمسفر و افزایش میزان co2 در سطح جهانی نیز می شوند و در صورت افزایش CO2 در دراز مدت ، شاهد افزایش درجه حرارت کره زمین ، ذوب یخهای قطبی ، بالا آمدن سطح آبها و به زیر رفتن مناطق ساحلی خواهیم بود . قابل توجه است که در مقایسه نیروگاههای هسته ای ، آلودگی بسیار کمتری راایجاد می کنند . بر طبق گزارش آژانس بین المللی انرژی اتمی ، بیش از۱۷-۱۶ درصد منابع تولید برق در جهان ، نیروگاههای اتمی هستند و این امر موجب می شود تا میلیاردها تن از میزان گاز CO2 که عانمل اصلی اثر گلخانه ای است کاسته شود . بنابراین نیروگاههای هسته ای به مثابه شمشیر دو لبه ای هستند که در صورت استفاده درست و حساب شده انرژی پاکیزه تر را به ارمغان می آورند و در صورتی که نکات حساس و دقیق ایمنی در مورد آنهارعایت نشود نه تنها موجب بروز آلودگی حرارتی می شوند بلکه پسمانهای رادیو اکتیو خطرات عمده ای را ( در صورت عدم آمایش و حذف بهینه ) برای محیط زیست به بار خواهند آورد .

کاربرد های صلح آمیز عناصر رادیو اکتیو
با توجه به خواص مهم عناصر رادیو اکتیو یعنی پرتو دهی آنها این عناصر کاربردهای گسترده ای هم پیدا می کند . چنانچه انرژی پرتوهای آلفا ، بتا و گاما را یکسان در نظر بگیریم مشاهده می گردد که این سه پرتو دارای اثرات بیولوژیکی یکسانی نخواهد بود . اشعه آلفا بیشتر از mm 05/0 در بافت بدن نمی تواند نفوذ نماید . ولی از آنجایی یکه کلیه انرژی خود را بدون کم و کاست به سلول منتقل می نماید موجبات تخریب سلول رافراهممی کند . در صورتی کهدر مقایسه با آن اشعه بتا برد بیشتر و انرژی کمتری دارد . اشعه گاما به صورت سه پدیده فوتو الکتریک ، کامپتون و تولید زوج الکترون با برد بسیار زیاد انرژی اندک خود را به سلول منتقل می نماید . بنابراین از نقطهنظر حفاظتی و کنترل افراد نسبت به پرتوهای یونساز ، فاکتور کیفی اشعه آلفا و نوترون ۲۰ و اشعه گاما یک د

ر نظر گرفته شده است .
با توجه به موارد فوق و نوع پرتو ساطع شده عناصر رادیو اکتیو کاربردهای مختلفی ( علاوه بر تسلیحات هسته ای ) خواهند داشت . مثلاً از عناصر هسته ای ) خواهند داشت . مثلاً از عناصر ساطع کننده پرتو آلفا می توان به پلوتونیوم – ۲۳۹ و ۲۳۸ ، آمریسیم ، کوریم- ۲۴۲ و کالیفرنیم – ۲۵۲ اشاره کرد . قدرت حرارتی یک گرم کوریم ۲۴۲ ، w/g 120 می باشد و ۷/۰ گرم آن قار است یک لیتر آب را در نقطه جوش نگهدارد . توجه بهانرژی اینرادیونو کلید در شرایط خاص ، از آن جهت

ساخت باطریهای رادیو ایزوتوپهای در ماهواره هااستفاده می شود . همچنین پلوتونیوم – ۲۳۸ ، به عنوان منبع حرارتی در ماهواره ها به کار رود . در دستگاه های تنظیم ضربان قلب ( maker pace ) نیز این عنصر کاربرد دارد . کالیفرنیم – ۲۵۲ یکی دیگر از عناصر با ارزش و مهم سری ترانس اورانیوم است که البته تهیه آن به تکنولوژی بسیار پیشرفتهای نیاز دارد . از این رادیونو کلید بهعنوان چشمه نوترونی برای آنالیز مواد در اعماق اقیانوسها استفاده می شود . از دیگر کاربردها کالیفرنیم ، در پزشکی هستهای و بمباران کردن و تخریب غدد سرطانی را می توان برشمرد . بهاین ترتیب که کالیفرنیم را در سوزنهای مخصوص قرار داده و توسط ایریدیم و پلاتین coating شده و سپس آنرادر غدد سرطانی فرو می برند . از آنجایی که حدود ۸۰% غد سرطانی محتوی آب می باشند ، نوترون ضمن برخورد با پروتون جایگزین آن شده و پروتون را خارج می کند . انرژی پس زنی پروتون قادر است که سلولهای سرطانی را از بین برد ( بدین ترتیب مشاهده می شود که می توان سلولهای

سرطانی را تا حد بسیار بالایی توسط این رادیو نو کلید معالجه نمود اما گرانی و عدمدسترسی مشکل ساز است ) با توجه به موارد مذکور در صورت رعایت اصول ایمنی مشاهده می شود که عناصر رادیو اکتیو استفاده های بسیار سودمندی را برای بشر به همراه خواهند داشت . اما در غیر این صورت با توجه به همان خواص ویژه خود ( پرتو دهی و نیمه عمر بالا ) می توانند خطرات فراوانی را برای محیط زیست ایجاد نمایند .