تكنولوجيا نووية

كاشف الدخان أكثر قطعة مُستخدمة من قبل بعض الناس للتكنولوجيا النووية

التكنولوجيا النووية Nuclear technology، وهي التقنية التي تتضمن تفاعلات نووية للنوى الذرية. من بين التقنيات النووية البارزة المفاعلات النووية، والطب النووي والأسلحة النووية. كما أنها تُستخدم، من بين الأمور الأخرى، في كواشف الدخان ومناظير البنادق.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

تاريخ وخلفية علمية

الاكتشاف

المقالة الرئيسية: فيزياء نووية

الغالبية العظمى من الظواهر الطبيعية الشائعة على الأرض تتضمن فقط الجاذبية والكهرومغناطيسية، وليس التفاعلات النووية. هذا لأن النوى الذرية تبقى منفصلة بشكل عام لأنها تحتوي على شحنات كهربائية موجبة وبالتالي تتنافر.

في عام 1896، بحث ودرس هنري بكرل في التفسفر في أملاح اليورانيوم عندما اكتشف ظاهرة جديدة أصبحت تسمى [[اضمحلال مشع |النشاط الإشعاعي]].[1] وقد بدأ هو وپيير كوري وماري كوري التحقيق في هذه الظاهرة. في هذه العملية، قاموا بعزل عنصر الراديوم، وهو شديد النشاط الإشعاعي. وقد اكتشفوا أن المواد المشعة تنتج أشعة مكثفة، اختراق من ثلاثة أنواع مختلفة، والتي وصفوها ألفا وبيتا وگاما باسم الحروف اليونانية الثلاثة الأولى. يمكن لبعض هذه الأنواع من الإشعاع أن تمر عبر مادة عادية، وقد تكون جميعها ضارة بكميات كبيرة. فقد تعرض جميع الباحثين الأوائل العديد من الحروق الإشعاعية، والتي كانت كالحروق الشمسية، ولم يفكروا كثيراً في الأمر.

وقد انتُهزت ظاهرة النشاط الإشعاعي الجديدة من قبل مصنعي الطب الدجال (كما حدث مع اكتشافات الكهرباء والمغناطيسية، في وقت سابق)، وقد طُرح عدد من الأدوية والعلاجات من طب براءات الاختراع التي تنطوي على النشاط الإشعاعي.

تدريجياً أُدرك أن الإشعاع الناتج عن التحلل الإشعاعي كان إشعاع مؤين، وأنه حتى الكميات الصغيرة جداً للحرق يمكن أن تشكل خطر شديد طويل الأمد. توفي العديد من العلماء العاملين في النشاط الإشعاعي بسبب السرطان نتيجة تعرضهم لها. وقد اختفت الأدوية المشعة في الغالب، ولكن استمرت التطبيقات الأخرى للمواد المشعة، مثل استخدام أملاح الراديوم لإنتاج أقراص متوهجة على الأمتار.

عندما فُهم تركيب الذرة بشكل أفضل، أصبحت طبيعة النشاط الإشعاعي أكثر وضوحاً. بعض النوى الذرية الكبيرة غير مستقرة، وبالتالي [[اضمحلال مشع|تضمحل] (إطلاق المادة أو الطاقة) بعد فترة عشوائية. الأشكال الثلاثة للإشعاع التي اكتشفها بكرل وكوري هي أيضاً مفهومة تماماً. يحدث انحلال ألفا عندما تطلق النواة جسيم ألفا، وهو پروتونين ونيوترونين، أي ما يعادل نواة هليوم. اضمحلال بيتا هو إطلاق جسيم بيتا وهو إلكترون عالي الطاقة. يطلق اضمحلال گاما أشعة گاما، والتي على عكس إشعاع ألفا وبيتا هو مادة غير هامة ولكنها إشعاع كهرومغناطيسي ذي تردد عالي جداً، وبالتالي فهو طاقة. هذا النوع من الإشعاع هو الأكثر خطورة والأصعب في منعه. تحدث الأنواع الثلاثة للإشعاع بشكل طبيعي في عناصر معينة.

لقد أصبح من الواضح أيضاً أن المصدر النهائي لمعظم الطاقة الأرضية هو المصدر النووي، إما من خلال الإشعاع من الشمس الناتج عن التفاعلات النووية الحرارية النجمية أو عن طريق الانحلال الإشعاعي لليورانيوم داخل الأرض، المصدر الرئيسي [[طاقة حرارية جوفية |للطاقة الحرارية الأرضية]].

الانشطار النووي

المقالة الرئيسية: انشطار نووي

في الإشعاع النووي الطبيعي، تكون المنتجات الثانوية صغيرة جداً مقارنة بالنواة التي نشأت منها. الانشطار النووي هو عملية تقسيم النواة إلى أجزاء متساوية تقريباً، وإطلاق الطاقة والنيوترونات في هذه العملية. إذا تم التقاط هذه النيوترونات بواسطة نواة أخرى غير مستقرة، فيمكنها أيضاً الانشطار، مما يؤدي إلى تفاعل متسلسل. يُشار إلى متوسط عدد النيوترونات التي يتم إطلاقها لكل نواة والتي تستمر في انشطار نواة أخرى باسم k. تعني قيم k الأكبر من 1 أن تفاعل الانشطار يطلق نيوترونات أكثر مما يمتص، وبالتالي يشار إليه على أنه تفاعل متسلسل مستدام ذاتياً. تسمى كتلة المادة الانشطارية الكبيرة بما يكفي (وبتكوين مناسب) للحث على تفاعل متسلسل ذاتي الاستدامة بالكتلة الحرجة.

عندما يلتَقط نيوترون بواسطة نواة مناسبة، قد يحدث الانشطار على الفور، أو قد تستمر النواة في حالة غير مستقرة لفترة قصيرة. إذا كان هناك ما يكفي من التحلل الفوري لمواصلة التفاعل المتسلسل، فيُقال إن الكتلة حرجة فورية، وسوف ينمو إطلاق الطاقة بسرعة وبشكل لا يمكن السيطرة عليه، مما يؤدي عادةً إلى حدوث انفجار.

عندما اكتُشفت عشية الحرب العالمية الثانية، أدت هذه الفكرة إلى قيام العديد من البلدان ببدء برامج تحقق في إمكانية بناء قنبلة ذرية - وهو سلاح يستخدم التفاعلات الانشطارية لتوليد طاقة أكبر بكثير مما يمكن إنشاؤه بالمتفجرات الكيماوية. طور مشروع منهاتن، الذي تديره الولايات المتحدة بمساعدة المملكة المتحدة وكندا، أسلحة انشطارية متعددة تم استخدامها ضد اليابان في عام 1945 في هيروشيما وناگاساكي. أثناء المشروع، تم تطوير أول مفاعلات انشطارية أيضاً، على الرغم من أنها كانت في الأساس لتصنيع الأسلحة ولم تولد الكهرباء.

في عام 1951، كانت أول محطة للطاقة النووية الانشطارية هي الأولى التي تنتج الكهرباء في مفاعل التوليد التجريبي رقم 1 (EBR-1)، في آركو، أيداهو، مستهلاً "العصر الذري" لاستخدام الطاقة البشرية بشكل مكثف.[2]

ومع ذلك، إذا كانت الكتلة حرجة فقط عند تضمين النيوترونات المتأخرة، فيمكن التحكم في التفاعل، على سبيل المثال عن طريق إدخال أو إزالة ماص النيوترون. هذا ما يسمح ببناء المفاعلات النووية. لا يتم التقاط النيوترونات السريعة بسهولة بواسطة النوى; ويجب إبطائها (نيوترونات بطيئة)، بشكل عام عن طريق الاصطدام بنواة مهدئة للنيوترون، قبل أن يمكن التقاطها بسهولة. اليوم، يستخدم هذا النوع من الانشطار بشكل شائع لتوليد الكهرباء.

الاندماج النووي

المقالة الرئيسية: اندماج نووي
انظر أيضاً: خط زمني للاندماج النووي

إذا أُجبرت النوى على الاصطدام، فإنها يمكن أن تخضع للاندماج النووي. هذه العملية قد تطلق أو تمتص الطاقة. عندما تكون النواة الناتجة أخف من نواة الحديد، يتم إطلاق الطاقة بشكل طبيعي; عندما تكون النواة أثقل من نواة الحديد، يتم امتصاص الطاقة بشكل عام. تحدث عملية الاندماج هذه في النجوم، والتي تستمد طاقتها من الهيدروجين والهليوم. تشكل، من خلال تفاعلات الانصهار النجمي، العناصر الخفيفة (الليثيوم إلى الكالسيوم) بالإضافة إلى بعض العناصر الثقيلة (ما وراء الحديد والنيكل، عبر عملية التقاط النيوترون البطيئة). الوفرة المتبقية من العناصر الثقيلة، من النيكل إلى اليورانيوم وما بعده، ترجع إلى التخليق النووي في المستعر الأعظم، مستعر أعظم عملية التقاط النيوترون السريعة.

بالطبع، هذه العمليات الطبيعية للفيزياء الفلكية ليست أمثلة على "التكنولوجيا" النووية. بسبب التنافر القوي للنواة، يصعب تحقيق الاندماج بطريقة مضبوطة. تحصل القنابل الهيدروجينية على قوتها التدميرية الهائلة من الاندماج، لكن طاقتها لا يمكن السيطرة عليها. يتحقق الاندماج المتحكم فيه في معجل الجسيمات; هذا هو عدد العناصر الاصطناعية التي يتم إنتاجها. يمكن أن ينتج fusor أيضاً اندماجاً محكوماً وهو مصدر نيوتروني مفيد. ومع ذلك، فإن كلا الجهازين يعملان بفقدان طاقة صافٍ. ثبت أن طاقة الاندماج الخاضعة للرقابة والقابلة للحياة أمر بعيد المنال، على الرغم من الحيلة العرضية. أعاقت الصعوبات الفنية والنظرية تطوير تقنية اندماج مدنية عاملة، على الرغم من استمرار البحث حتى يومنا هذا في جميع أنحاء العالم.

كان الاندماج النووي متابعاً في البداية فقط في المراحل النظرية خلال الحرب العالمية الثانية، عندما قام العلماء في مشروع منهاتن (بقيادة إدوارد تلر) بالتحقيق في الأمر كطريقة لبناء قنبلة. تخلى المشروع عن الاندماج بعد أن خلص إلى أنه سيتطلب تفاعل انشطار حتى ينفجر. استغرق الأمر حتى عام 1952 حتى تم تفجير أول قنبلة هيدروجينية كاملة، ما يسمى لأنها استخدمت تفاعلات بين الديوتريوم والتريتيوم. تكون تفاعلات الاندماج أكثر نشاطاً لكل وحدة كتلة من الوقود من تفاعلات الانشطار، ولكن بدء تفاعل سلسلة الاندماج أكثر صعوبة.

الأسلحة النووية

المقالة الرئيسية: سلاح نووي

السلاح النووي هو جهاز متفجر يستمد قوته التدميرية من تفاعل نووي، إما الانشطار أو مزيج من الانشطار و الاندماج. يطلق كلا التفاعلين كميات هائلة من الطاقة من كميات صغيرة نسبياً من المادة. حتى الأجهزة النووية الصغيرة يمكن أن تدمر مدينة عن طريق الانفجار والنار والإشعاع. تعتبر الأسلحة النووية أسلحة دمار شامل، وكان استخدامها والسيطرة عليها جانباً رئيسياً من جوانب السياسة الدولية منذ ظهورها لأول مرة.

إن تصميم السلاح النووي أكثر تعقيداً مما قد يبدو. يجب أن يحتوي مثل هذا السلاح على كتلة انشطارية دون الحرجة واحدة أو أكثر مستقرة للنشر، ثم يستحث الحرجية (إنشاء كتلة حرجة) للتفجير. كما أنه من الصعب جداً التأكد من أن مثل هذا التفاعل المتسلسل يستهلك جزءاً كبيراً من الوقود قبل أن يتطاير الجهاز بعيداً. شراء وقود نووي هو أيضاً أكثر صعوبة مما قد يبدو، نظراً لأن المواد غير المستقرة بدرجة كافية لهذه العملية لا تحدث حالياً بشكل طبيعي على الأرض بكميات مناسبة.

أحد نظائر اليورانيوم، وهو اليورانيوم-235، يحدث بشكل طبيعي وغير مستقر بدرجة كافية، ولكنه دائماً ما يوجد مختلطاً مع نظير اليورانيوم-238 الأكثر استقراراً. هذا الأخير يمثل أكثر من 99 ٪ من وزن اليورانيوم الطبيعي. لذلك، يجب إجراء بعض طرق فصل النظائر على أساس وزن ثلاثة نيوترونات من أجل تخصيب (فصل) اليورانيوم-235.

بدلاً من ذلك، يمتلك العنصر الپلوتونيوم نظيراً غير مستقر بدرجة كافية لتكون هذه العملية قابلة للاستخدام. لا يوجد الپلوتونيوم الأرضي حالياً بشكل طبيعي وبكميات كافية لمثل هذا الاستخدام،[3] لذلك يجب تصنيعها في مفاعل نووي.

في النهاية، صنع مشروع منهاتن أسلحة نووية تعتمد على كل عنصر من هذه العناصر. قاموا بتفجير أول سلاح نووي في اختبار يحمل الاسم الرمزي " ترينيتي"، بالقرب من ألاموگوردو، نيو مكسيكو، في 16 يوليو 1945 تم إجراء الاختبار للتأكد من أن طريقة الانفجار الداخلي ستعمل، وهو ما فعلته قنبلة يورانيوم، ليتل بوي، والتي أُسقطت على اليابان في مدينة هيروشيما في 6 أغسطس، 1945، تبعها بعد ثلاثة أيام فات مان التي تعتمد على الپلوتونيوم في هيروشيما ناگاساكي. في أعقاب الدمار غير المسبوق وسقوط ضحايا من سلاح واحد، سرعان ما استسلمت الحكومة اليابانية، منهية الحرب العالمية الثانية.

منذ هذه التفجيرات، لم يتم نشر أسلحة نووية هجومية. ومع ذلك، فقد دفعوا إلى سباق تسلح لتطوير قنابل تدميرية بشكل متزايد لتوفير رادع نووي. بعد أربع سنوات بقليل، في 29 أغسطس 1949، فجر الاتحاد السوڤيتي أول سلاح انشطاري. تبعتها المملكة المتحدة في 2 أكتوبر 1952; فرنسا، في 13 شباط 1960 و الصين مكون لسلاح نووي. توفي ما يقرب من نصف الوفيات الناجمة عن هيروشيما وناگاساكي بعد عامين إلى خمسة أعوام من التعرض للإشعاع.[4][5]radiological weaponsالأسلحة الإشعاعية هي نوع من الأسلحة النووية مصممة لتوزيع المواد النووية الخطرة في مناطق العدو. مثل هذا السلاح لن يكون لديه القدرة التفجيرية لقنبلة انشطارية أو اندماجية، ولكنه قد يقتل العديد من الناس ويلوث منطقة كبيرة. لم يتم نشر سلاح إشعاعي. بينما يعتبر هذا السلاح غير مجدٍ من قبل الجيش التقليدي، فإن مثل هذا السلاح يثير مخاوف بشأن الإرهاب النووي.

أجريت أكثر من 2000 تجربة نووية منذ عام 1945. في عام 1963، وقعت جميع الدول النووية والعديد من الدول غير النووية على معاهدة الحظر المحدود للتجارب، وتعهدت بالامتناع عن اختبار الأسلحة النووية في الغلاف الجوي أو تحت الماء أو في الفضاء الخارجي. سمحت المعاهدة التجارب النووية تحت الأرض. واصلت فرنسا اختبارات الغلاف الجوي حتى عام 1974، بينما استمرت الصين حتى عام 1980. وكان آخر اختبار تحت الأرض أجرته الولايات المتحدة في عام 1992، والاتحاد السوڤيتي في عام 1990، والمملكة المتحدة في عام 1991، واستمرت كل من فرنسا والصين في الاختبار حتى عام 1996. بعد التوقيع بموجب معاهدة الحظر الشامل على التجارب النووية في عام 1996 (التي لم تدخل حيز التنفيذ اعتباراً من عام 2011)، تعهدت جميع هذه الدول بوقف جميع التجارب النووية. اختبرت الدول غير الموقعة الهند وباكستان على الأسلحة النووية في عام 1998.

الأسلحة النووية هي أكثر الأسلحة المعروفة تدميراً - النموذج الأصلي لأسلحة الدمار الشامل. طوال الحرب الباردة، امتلكت القوى المعارضة ترسانات نووية ضخمة تكفي لقتل مئات الملايين من الناس. نشأت أجيال من الناس في ظل الدمار النووي، كما صورت في أفلام مثل دكتور سترينج‌لوڤ والمقهى الذري.

ومع ذلك، فإن إطلاق الطاقة الهائلة في تفجير سلاح نووي يشير أيضاً إلى إمكانية وجود مصدر جديد للطاقة.

الاستخدامات المدنية

الطاقة النووية

للمزيد من المعلومات: طاقة نووية and تكنولوجيا المفاعل النووي

الطاقة النووية هي نوع من التكنولوجيا النووية التي تنطوي على الاستخدام الخاضع للرقابة للانشطار النووي لإطلاق الطاقة للعمل بما في ذلك الدفع والحرارة وتوليد الكهرباء. يتم إنتاج الطاقة النووية من خلال تفاعل نووي متسلسل متحكم به ينتج عنه حرارة - والتي تُستخدم لغلي الماء، وإنتاج البخار، ودفع التوربينات البخارية. يستخدم التوربين لتوليد الكهرباء و/أو للقيام بأعمال ميكانيكية.

توفر الطاقة النووية حالياً ما يقرب من 15.7٪ من الكهرباء في العالم (في عام 2004) وتُستخدم لدفع حاملات الطائرات وكاسحة الجليد والغواصة (حتى الآن قامت الاقتصاديات والمخاوف في بعض الموانئ بمنع استخدام الطاقة النووية في سفن النقل).[6] جميع محطات الطاقة النووية تستخدم الانشطار. ولكن لم ينتج عن أي تفاعل اندماجي من صنع الإنسان مصدراً عملياً للكهرباء.


. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

التطبيقات الطبية

للمزيد من المعلومات: طب نووي

تنقسم التطبيقات الطبية للتكنولوجيا النووية إلى التشخيص والعلاج الإشعاعي.

التصوير - أكبر استخدام للإشعاع المؤين في الطب هو في التصوير الشعاعي الطبي لعمل صور لداخل جسم الإنسان باستخدام الأشعة السينية. هذا هو أكبر مصدر اصطناعي لتعرض البشر للإشعاع. تستخدم أجهزة التصوير بالأشعة السينية والطبية الكوبالت-60 أو مصادر أخرى للأشعة السينية. يتم استخدام عدد من المستحضرات الصيدلانية المشعة، في بعض الأحيان يتم ربطها بجزيئات عضوية، لتعمل ككشافات إشعاعية أو عوامل تباين في جسم الإنسان. تُستخدم النيوكليوتيدات البوزيترونية للتصوير عالي الدقة وفترات زمنية قصيرة في التطبيقات المعروفة باسم تصوير مقطعي بابتعاث البوزيترونات.

يستخدم الإشعاع أيضاً في علاج الأمراض في العلاج الإشعاعي.

التطبيقات الصناعية

نظراً لأن بعض الإشعاعات المؤينة يمكن أن تخترق المادة، فإنها تستخدم في مجموعة متنوعة من طرق القياس. تُستخدم الأشعة السينية وأشعة گاما في التصوير الشعاعي الصناعي لعمل صور لداخل المنتجات الصلبة، كوسيلة للاختبار اللاإتلافي والفحص. توضع القطعة المراد تصويرها بالأشعة بين المصدر وفيلم فوتوغرافي في كاسيت. بعد فترة تعريض معينة، يتم تطوير الفيلم ويظهر أي عيوب داخلية في المادة.

المقاييس - تستخدم المقاييس قانون الامتصاص الأسي لأشعة گاما

  • مؤشرات المستوى: يتم وضع المصدر والكاشف على جانبي الحاوية، مما يشير إلى وجود أو عدم وجود مادة في مسار الإشعاع الأفقي. يتم استخدام مصادر بيتا أو گاما، اعتماداً على سمك وكثافة المادة المراد قياسها. تستخدم الطريقة في حاويات السوائل أو المواد الحبيبية
  • مقاييس السماكة: إذا كانت المادة ذات كثافة ثابتة، فإن الإشارة المقاسة بواسطة كاشف الإشعاع تعتمد على سمك المادة. هذا مفيد للإنتاج المستمر، مثل الورق والمطاط وما إلى ذلك.

التحكم الكهروستاتيكي - لتجنب تراكم الكهرباء الساكنة في إنتاج الورق والبلاستيك والمنسوجات الاصطناعية وما إلى ذلك، مصدر على شكل شريط لباعث ألفا 241Am بالقرب من المادة في نهاية خط الإنتاج. يقوم المصدر بتأيين الهواء لإزالة الشحنات الكهربائية على المادة.

المتتبعات المشعة - نظراً لأن النظائر المشعة تسلك سلوكاً كيميائياً، غالباً مثل العنصر غير النشط، يمكن أن يتبع سلوك مادة كيميائية معينة تتبع النشاط الإشعاعي. ومن أمثلة ذلك:

  • تسمح إضافة جهاز تتبع أشعة گاما إلى غاز أو سائل في نظام مغلق بإيجاد ثقب في الأنبوب.
  • تتيح إضافة أداة تتبع إلى سطح مكون المحرك قياس التآكل عن طريق قياس نشاط زيت التشحيم.

استكشاف النفط والغاز - يُستخدم تسجيل الآبار النووية للمساعدة في التنبؤ بالجدوى التجارية للآبار الجديدة أو القائمة. تتضمن التقنية استخدام مصدر نيوترون أو أشعة گاما وكاشف إشعاع يتم إنزاله في الآبار لتحديد خصائص الصخور المحيطة مثل المسامية والطباعة الحجرية.[1]

إنشاء الطرق - تستخدم مقاييس الرطوبة/الكثافة النووية لتحديد كثافة التربة والأسفلت والخرسانة. عادة ما يتم استخدام مصدر السيزيوم-137.

التطبيقات التجارية

  • الضيائية الإشعاعية
  • إضاءة التريتيوم: يستخدم التريتيوم مع الفوسفور في منظار البندقية لزيادة دقة إطلاق النار ليلاً. تستخدم بعض علامات المدرجات وعلامات الخروج من المباني نفس التقنية لتظل مضاءة أثناء انقطاع التيار الكهربائي.[7]
  • الجهاز البيتاڤلطائي.
  • كاشف الدخان: يشتمل كاشف الدخان المتأين كتلة صغيرة من الأمريكيوم-241 المشع، وهو مصدر لإشعاع ألفا. يتم وضع غرفتي تأين بجانب بعضهما البعض. كلاهما يحتوي على مصدر صغير من 241Am ينتج عنه تيار ثابت صغير. أحدهما مغلق ويعمل للمقارنة، والآخر مفتوح للهواء المحيط; ويحوي قطب شبكي. عندما يدخل الدخان الغرفة المفتوحة، ينقطع التيار حيث تلتصق جزيئات الدخان بالأيونات المشحونة وتعيدها إلى الحالة الكهربائية المحايدة. هذا يقلل من التيار في الغرفة المفتوحة. وعندما ينخفض التيار إلى ما دون عتبة معينة، يتم تشغيل الإنذار.

معالجة الأغذية والزراعة

في علم الأحياء والزراعة، يتم استخدام الإشعاع لحث الطفرات لإنتاج أنواع جديدة أو محسنة، مثل البستنة الذرية. والاستخدام الآخر هو في مكافحة الحشرات في تقنية الحشرات العقيمة، حيث يتم تعقيم ذكور الحشرات بالإشعاع وإطلاقها، بحيث لا يكون لها ذرية، لتقليل عدد السكان.

في التطبيقات الصناعية والغذائية، يستخدم الإشعاع في تعقيم الأدوات والمعدات. ومن المزايا أنه يمكن إغلاق الجسم بالبلاستيك قبل التعقيم. من الاستخدامات الناشئة في إنتاج الغذاء هي تعقيم الطعام باستخدام تشعيع الطعام.

شعار رادورا، المستخدم لإظهار أن الطعام قد عولج بالإشعاع المؤين.

تشعيع الطعام[8] هي عملية تعريض الطعام إلى الإشعاع المؤين من أجل تدمير الكائنات الحية الدقيقة، الجراثيم، الڤيروسات، أو الحشرات التي قد تكون موجودة في الغذاء. تشمل مصادر الإشعاع المستخدمة مصادر أشعة گاما بالنظائر المشعة ومولدات الأشعة السينية ومسرعات الإلكترون. تشمل التطبيقات الأخرى تثبيط البراعم، وتأخير النضج، وزيادة إنتاجية العصير، وتحسين إعادة الترطيب. التعريض للإشعاع هو مصطلح عام للتعرض المتعمد للمواد للإشعاع لتحقيق هدف تقني (في هذا السياق، يُشار إلى "الإشعاع المؤين"). على هذا النحو، فإنه يستخدم أيضاً في المواد غير الغذائية، مثل الأجهزة الطبية، والبلاستيك، وأنابيب خطوط الغاز، وخراطيم التدفئة الأرضية، ورقائق الانكماش لتغليف المواد الغذائية، وقطع غيار السيارات، والأسلاك والكابلات (العزل)، والإطارات، وحتى الأحجار الكريمة. مقارنة بكمية الطعام المشع، فإن حجم هذه التطبيقات اليومية ضخم ولكن لم يلاحظه المستهلك.

يرتبط التأثير الحقيقي لمعالجة الطعام عن طريق الإشعاع المؤين بالأضرار التي تلحق بـ DNA، وهو المعلومات الجينية الأساسية للحياة. لم تعد الكائنات الحية الدقيقة قادرة على التكاثر والاستمرار في أنشطتها الخبيثة أو المسببة للأمراض. لا يمكن للكائنات الدقيقة المسببة للفساد أن تواصل أنشطتها. لا تنجو الحشرات أو تصبح عاجزة عن الإنجاب. لا يمكن للنباتات الاستمرار في عملية النضج الطبيعية أو الشيخوخة. كل هذه الآثار تعود بالنفع على المستهلك وصناعة المواد الغذائية أيضاً.[8]

كمية الطاقة الممنوحة للإشعاع الفعال للغذاء منخفضة مقارنة بالطهي نفسه; حتى عند جرعة نموذجية من 10 kGy، فإن معظم الطعام، (فيما يتعلق بالاحترار) مكافئ مادياً للماء، سوف يسخن بنحو 2.5 °C (4.5 °F).

إن تخصص معالجة الطعام عن طريق الإشعاع المؤين هو حقيقة أن كثافة الطاقة لكل انتقال ذري عالية جداً، ويمكن أن تشق الجزيئات وتحفز التأين (ومن هنا الاسم) الذي لا يمكن تحقيقه بمجرد التسخين. هذا هو سبب الآثار المفيدة الجديدة، ولكن في نفس الوقت، لمخاوف جديدة. يمكن أن توفر معالجة الطعام الصلب عن طريق الإشعاع المؤين تأثيراً مشابهاً للبسترة الحرارية للسوائل، مثل الحليب. ومع ذلك، فإن استخدام مصطلح البسترة الباردة لوصف الأطعمة المشععة أمر مثير للجدل، لأن البسترة والإشعاع عمليتان مختلفتان جوهرياً، على الرغم من أن النتائج النهائية المقصودة يمكن أن تكون متشابهة في بعض الحالات.

عبر منتقدو تشعيع الطعام عن مخاوفهم بشأن المخاطر الصحية للنشاط الإشعاعي المستحث.[بحاجة لمصدر] فقد ورد تقرير لمجموعة الدعوة الصناعية المجلس الأمريكي للعلوم والصحة بعنوان "الأطعمة المشععة" والذي ينص على أن: "أنواع مصادر الإشعاع المعتمدة لمعالجة الأطعمة لديها مستويات طاقة معينة أقل بكثير من تلك التي من شأنها أن تجعل أي عنصر في الطعام مشعاً. لا يصبح الطعام الذي يخضع للإشعاع أكثر إشعاعية من الأمتعة التي تمر عبر ماسح الأشعة السينية في المطار أو الأسنان التي تم تصويرها بالأشعة السينية". [9]

يُسمح حالياً بإشعاع الطعام في أكثر من 40 بلداً، ويُقدر الحجم بما يتجاوز 500,000 metric tons (490,000 long tons; 550,000 short tons) سنوياً في جميع أنحاء العالم.[10][11][12]

تشعيع الغذاء هو في الأساس تقنية غير نووية; وهو يعتمد على استخدام الإشعاع المؤين الذي قد ينتج عن مسرعات الإلكترونات وتحويلها إلى أشعة الشمس، ولكنها قد تستخدم أيضاً أشعة گاما من الاضمحلال النووي. هناك صناعة عالمية للمعالجة بالإشعاع المؤين، الغالبية من حيث العدد وقوة المعالجة باستخدام المسرعات. تشعيع الأغذية هو تطبيق متخصص فقط مقارنة بالإمدادات الطبية والمواد البلاستيكية والمواد الخام والأحجار الكريمة والكابلات والأسلاك وما إلى ذلك.

حوادث

المقالة الرئيسية: الحوادث النووية والإشعاعية and سلامة نووية

غالباً ما تكون الحوادث النووية، بسبب القوى الضخمة المرتبطة، شديدة الخطورة. تاريخياً، تضمنت الحوادث الأولى التعرض للإشعاع المميت. فقد ماتت ماري كوري من فقر الدم اللاتنسجي الذي نتج عن مستويات عالية من التعرض. وتوفي عالمان، أمريكي وكندي على التوالي، هاري داگليان ولويس سلوتين بعد إساءة التعامل مع نفس كتلة الپلوتونيوم. على عكس الأسلحة التقليدية، فإن الضوء الشديد والحرارة والقوة المتفجرة ليست المكون الوحيد المميت للسلاح النووي. وتوفي ما يقرب من نصف الوفيات الناجمة عن هيروشيما وناگاساكي بعد عامين إلى خمسة أعوام من التعرض للإشعاع.[4][5]

تشمل الحوادث المدنية النووية و الإشعاعية بشكل أساسي محطات الطاقة النووية. الأكثر شيوعاً هي التسريبات النووية التي تعرض العمال للمواد الخطرة. يشير الانصهار النووي إلى الخطر المتمثل في إطلاق المواد النووية في البيئة المحيطة. فقد حدثت أهم الانهيارات في جزيرة ثري مايل في پنسلڤانيا و تشينوبل في أوكرانيا السوڤيتية. تسبب الزلزال والتسونامي في 11 مارس 2011 في أضرار جسيمة لثلاثة مفاعلات نووية وبركة تخزين الوقود المستهلك في محطة فوكوشيما دايتشي للطاقة النووية في اليابان. والمفاعلات العسكرية التي تعرضت لحوادث مماثلة كانت وندسكيل في المملكة المتحدة وSL-1 في الولايات المتحدة.

عادةً ما تتضمن الحوادث العسكرية فقدان الأسلحة النووية أو تفجيرها بشكل غير متوقع. أنتج اختبار كاسل براڤو في عام 1954 عائداً أكبر من المتوقع، مما أدى إلى تلوث الجزر المجاورة، وهو قارب صيد ياباني (مع حالة وفاة واحدة)، وأثار مخاوف بشأن الأسماك الملوثة في اليابان. في الخمسينيات والسبعينيات من القرن الماضي، فقدت العديد من القنابل النووية من الغواصات والطائرات، وبعضها لم يتم العثور عليه مطلقاً. فقد شهدت السنوات العشرون الماضية قالب:As of?انخفاضاً ملحوظاً في مثل هذه الحوادث.

انظر أيضاً

المصادر

  1. ^ "Henri Becquerel - Biographical". nobelprize.org. Archived from the original on 4 September 2017. Retrieved 9 May 2018.
  2. ^ "A Brief History of Technology". futurism.com. Archived from the original on 23 April 2018. Retrieved 9 May 2018.
  3. ^ "Oklo Fossil Reactors". "Archived copy". Archived from the original on 2007-12-18. Retrieved 2008-01-15.{{cite web}}: CS1 maint: archived copy as title (link) Curtin University of Technology. Archived from the original on 18 December 2007. Retrieved 15 January 2008.
  4. ^ أ ب "Frequently Asked Questions #1". Radiation Effects Research Foundation. Archived from the original on 2007-09-19. Retrieved 2007-09-18.
  5. ^ أ ب Schull, William J. (12 May 1998). "The somatic effects of exposure to atomic radiation: The Japanese experience, 1947–1997". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 95 (10): 5437–5441. doi:10.1073/pnas.95.10.5437. PMC 33859. PMID 9576900.
  6. ^ "Nuclear-Powered Ships - Nuclear Submarines - World Nuclear Association". world-nuclear.org. Archived from the original on 14 February 2013. Retrieved 9 May 2018.
  7. ^ "ISU Health Physics Radinf". www.physics.isu.edu. Archived from the original on 21 September 2017. Retrieved 9 May 2018.
  8. ^ أ ب anon., Food Irradiation - A technique for preserving and improving the safety of food, WHO, Geneva, 1991
  9. ^ "IRRADIATED FOODS Fifth Edition Revised and updated by Paisan Loaharanu May 2003 AMERICAN COUNCIL ON SCIENCE AND HEALTH" (PDF). Archived from the original (PDF) on 2011-09-26. Retrieved 2012-03-05.
  10. ^ NUCLEUS - Food Irradiation Clearances Archived 2008-05-26 at the Wayback Machine
  11. ^ Food irradiation, Position of ADA Archived 2016-02-16 at the Wayback Machine. J Am Diet Assoc. 2000;100:246-253. retrieved 2007-11-15.
  12. ^ C.M. Deeley, M. Gao, R. Hunter, D.A.E. Ehlermann. The development of food irradiation in the Asia Pacific, the Americas and Europe; tutorial presented to the International Meeting on Radiation Processing. Kuala Lumpur. 2006. last visited 2007-11-16.[dead link]


. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

وصلات خارجية

تمّ الاسترجاع من "https://www.marefa.org/w/index.php?title=تكنولوجيا_نووية&oldid=2424571"