مرکز دانلود خلاصه کتاب و جزوات دانشگاهی

فهرست مطالب

عنوان صفحه

 

مقدمه1

ضرورت انرژي هسته اي.. 2

تاریخچه انرژی اتمی ایران. 4

ضرورت دستیابی به دانش و فناوری هسته ای.. 6

کاربردهای انرژی هسته ای.. 10

كاربرد انرژي هسته اي دركشاورزي.. 11

الف) تكنيك هاي پرتوتابي. 13

ب) تكنيك رديابي. 14

ج)تكنيك تجزيه به روش اكتيوكردن. 15

افزایش سرعت تحقیقات با استفاده از فن آوری هسته ای.. 16

کاربرد تکنيک های هسته ای در علوم آب و خاک... 17

سایر کاربردهای مهم فن آوری هسته ای در صنایع کشاورزی.. 19

اصلاح ژنتیک... 19

تقویت صفات زودرس و دیررس.. 19

تولید بذرهای مقاوم به شوری و سرما20

پرورش طیور21

تولید میوه‌های بدون هسته22

قابلیت انبارداری پیاز و سیب زمینی. 22

افزایش ماندگاری محصولات کشاورزی.. 23

از بین بردن آفات و بیماریها با اتم. 23

کاربرد تکنیک های هسته ای در کنترل آفات.. 24

تولید گونه های پرمحصول و حفظ ذخایر ژنتیکی. 25

اصلاح نباتات از طریق ایجاد موتاسیون. 25

نمونه ای از کاربرد ایزوتوپ ها در مطالعات خاکشناسی. 27

کاربرد ایزوتوپ ها در بررسی تغذیه گیاهی. 28

استفاده از ذرات نوترون در مطالعه رطوبت خاک... 29

نتيجه گيري.. 30

فهرست منابع 33

مقدمه

انرژي هسته اي ازجمله انرژي هايي است كه كاربرد زيادي درسطح جهان دارد. درحال حاضر، ظرفيت نيروگاههاي هسته اي جهان بيش از350هزارمگاوات است كه ژيش بيني مي شودتاسال 2020به 359هزارمگا وات برسد.انرژي هسته اي داراي مزايايي است كه كاربردآن راافزايش مي دهد.

تكنيكهاي هسته اي درجوارسايرروشهاي كلاسيك مي توانند به عنوان يك وسيله كمكي درحل مؤثروسريع بسياري ازمسائل كشاورزي مورد بهره برداري قرارگيرند.

از انرژي هسته اي درحوزه كشاورزي وصنايع غذايي استفاده هاي بسيارفراواني صورت مي گيرد.موارداستفاده دراين بخش عبارت است از: جلوگيري ازجوانه زدن محصولات غذايي – كنترل وازبين بردن حشرات – به تأخيرانداختن زمان رسيدن محصولات – افزايش زمان نگهداري – كاهش ميزان آلودگي ميكروبي – ازبين بردن ويروسهاي گياهي وغذايي – طرح باردهي وجهش گياهاني چون گندم ، برنج و پنبه. فناوري هسته اي براي پژوهشهاي كشاورزي به عنوان يك ابزار محسوب مي شود. ودرحال حاضر كشورهاي مختلف ازاين فناوري بهره مي برند. دراين كشورها ازطريق پرتودهي به موادغذايي وسالم سازي اصلاح ژنتيكي گياهان، عقيم سازي آفات گياهي ومواردمشابه مي پردازند.

درحال حاضربا افزايش جمعيت درجهان امنيت غذايي به يكي ازچالش هاي امروزه تبديل شده است كه هرچه بيشتر اهميت كشاورزي راآشكار مي كندواستقلال سياسي واقتصادي هركشورمتضمن دست يابي به خودكفايي درمورد موادغذايي آن كشوراست ، كشاورزي امروزه باحيات ملت هاسروكارداردوتوسعه كشاورزي ازاركان توسعه اقتصادي مي باشد كه سرمايه گذاري كشورهاي مختلف دراين حوزه بيانگر اين اهميت است.جايگاه كشاورزي دردنياي امروزيه جايگاه مشخص وبارزي است . كشوري كه ازلحاظ كشاورزي وتوليدات كشاورزي جايگاه مناسبي داشته باشد دربسياري ازجنبه ها مي تواندموفق باشد ويكي ازراه هاي استقلال هركشوري، استقلال دركشاورزي ومحصولات كشاورزي وامنيت غذايي است.

درحال حاضرجمعيت دنيا درحال افزايش است ودرمجموع بايدمنابع غذايي زيادتري توليدكرد كه بتواندبشرراتغذيه كند.هم اكنون دردنيا تلاش هاي بسيارومطالعات زيادي دربخش كشاورزي ودرجهت توسعه آن برداشته مي شود. استفاده ازعلوم وتكنولو‍ژي هاي مختلف دراين حوزه همواره باعث افزايش بهره بري وتوسعه آن شده است .بيوتكنولو‍ژي ،نانوتكنولوژي ،شيمي ومكانيك وبرخي ديگرازعلوم وفناوريها به كمك كشاورزي آمده ودرپيشرفت وتوسعه آن تأثيرگذاربوده اند. پيشرفت وتوسعه اي كه به رشد وتوسعه اقتصادي خواهدانجاميد .امروزه فناوري هسته اي نيزيكي ازتأثيرگذارترين تكنولوژي ها دراين بخش مي باشد. ازجمله مهم ترين مصارف صلح آميزهسته اي دربخش كشاورزي شامل كليه مراحل كاشت ، داشت وبرداشت محصولات كشاورزي است كه كارآمدي اين فناوري يادشده ، گاه مستقيم وگاه غيرمستقيم است كه ازآن بانام كشاورزي هسته اي نام مي برند.

 

ضرورت انرژي هسته اي

جمعيت درحال رشد جهان به مقادير متنابهي ازانرژي نيازداردتا:

- آب آشاميدني تهيه كند.

- انرژي كارخانه ها،منازل وحمل ونقل راتأمين نمايد.

- از زيرساخت هاي لازم براي تأمين تغذيه ، آموزش وبهداشت حمايت كند.

برآورده كردن اين نيازها مستلزم تأمين انرژي ازتمام منابع آن است . اما«تركيب»انرژي جهان بايدبه دور ازاستفاده عنان گسيخته ازسوخت هاي فسيلي، به سرعت توسعه يابد.

كاهش مصرف سوخت هاي فسيلي ، محيط زيست ومنابع غيرقابل جايگزين رابراي نسل هاي آينده حفظ مي كند.

بنابراين نيروي هسته اي ازآن نظر يك فناوري «توسعه پايدار» است كه:

- سوخت آن تاقرن هادردسترس خواهدبود.

- سابقه بي خطربودن آن برترازسايرمنابع عمده انرژي است.

- مصرف آن هيچ آلودگي واقعي ايجادنمي كند.

- استفاده ازآن ، منابع با ارزش سوخت هاي فسيلي رابراي نسل هاي ديگرحفظ مي كند.

- هزينه هاي مربوط به آن قابل رقابت وهمچنان درحال كاهش اشت.

- پسماندهاي آن رامي توان براي مدت زيادي بدون خطركنترل كرد.

 

طبق آمارسازمان ملل درآينده نزديك ونه چندان دور اكثركشورهاي درحال توسعه باكمبود آب روبه روخواهند بود. افزايش جمعيت انسانها ، افزايش دماي زمين ، آلودگي منابع آبي وبسياري ازديگرعوامل همه وهمه باعث كمبودمنابع آبي شده كه دراين ميان بخش كشاورزي صدمات جبران ناپذيري خواهدبود.

به عنوان مثال آب زمين هاي كشاورزي تبخيرشده وموادمعدني رابه جاي مي گذارد.به طوري پيش بيني مي شود تاسال 2020ميلادي 20درصد زمين هاي كشاورزي جهان شور خواهند بودو تا سال2050اين رقم به 50 درصد خواهدرسيد.باتوجه به اينكه ايران درشرايط طبيعت نيمه خشك باتوزيع نامناسب زماني ومكاني ريزش هاي جوي ومحدودبودن منابع طبيعي آب درجغرافياي گسترده اش قراردارد، براي جلوگيري ازصدمات جبران ناپذيربه بخش كشاورزي بايدبه سمت وسوي فناوري هاي مدرن دراين حوزه رفت.

براساس آمارهاي ارائه شده توسط فائو تنها11درصدازكل زمين هاي موجود دردنيا براي كشاورزي مناسب است .گزارش هاي يونسكوحكايت ازآن دارد كه ايران با داشتن 24ميليون هكتاراراضي شور درميان كشورهاي آسيا وآفريقا مقام سوم ودركل دنيا مقام پنجم راداراست . ازجمله مهمترين عوامل محدود كننده كشاورزي در مناطق كويري ايران مي توان به كمبودآب ، پراكندگي نامناسب بارندگي ، وجودخاك هاي شوروسطوح بالاي آبهاي زيرزميني شور، خاكهاي شوروقليايي شده ، كمبودموادآلي وموادغذايي درخاك اشاره كرد. باتوجه به اين كه تقريباً 90درصد سرزمين ايران خشك ونيمه خشك است ، ميزان ذخايرآبهاي شيرين كشورمحدودكننده مي باشد. بادرنظرگرفتن رشد روزافزون جمعيت ونيازبه توليد موادغذايي وبهره برداري ازاراضي ومنابع شورگامي مهم دربهبود وضعيت توليد واقتصادي ، اجتماعي درمناطق كوير به شمار مي رود . تكنيك هاي هسته اي امروزه تاجايي پيشرفته است كه مي تواند نقش قابل ملاحظه اي دراين حوزه ايفاكند.

 

افزایش سرعت تحقیقات با استفاده از فن آوری هسته ای

برخی تحقیقات کشاورزی برای رسیدن به نتیجه مطلوب زمان زیادی طلب می کند درحالی که با استفاده از فناوری هسته ای این زمان به نصف کاهش می یابد.

برای بررسی یک بذر تا رسیدن به نتیجه مطلوب در تحقیقات معمولی اگر ده سال زمان نیاز باشد در تحقیقات هسته ای به 5 سال کاهش می یابد. در روش معمولی برای تولید بذر اصلاح شده مثلا گندم که مقاوم به خشکی یا شوری باشد به حداقل 14 سال زمان نیاز است درحالی که با استفاده از فناوری هسته ای با پرتودهی گاما می توان در مدت 5 تا 6 سال بذر اصلاح شده گندم را تولید کرد.

 

کاربرد تکنيک های هسته ای در علوم آب و خاک:

با گسترش فناوري هسته اي کاربرد ردياب هاي ايزوتوپي از جايگاه ويژه‌اي در علوم آب و خاک برخوردار گرديد. بايد توجه نمود که خواص فيزيکي هسته عناصر راديواکتيو تعيين کننده ارزش آنها به عنوان ردياب مي باشد.

استفاده از ردياب هاي شيميايي و ايزوتوپي در چهار دهه اخير به منظور منشاء يابي رسوبات، آب هاي زيرزميني، زير قشري، آب‌هاي سطحي، آلودگي‌ها و نيز ساير تحقيقات مديريتي در حوضه‌هاي آبخيز متداول گشته است. در اين طرح‌ها از مواد شيميايي و ايزوتوپي متعددي استفاده مي‌شود، ولي براي رديابي آبها عمدتاً از ايزوتوپ‌هاي مولكول آب استفاده مي‌شود. در سالهاي اخير از روش‌هاي رديابي براي مشخص كردن پارامترهاي فصلي و گذشته بيلان آب حوضه در مناطق اقليمي خشك و معتدل استفاده شده است.

براي بررسي مسير حرکت آب در محيطهاي متخلخل، ارزيابي سرعت جريان آب زيرزميني، تخمين ضريب نفوذپذيري لايه‌هاي آبدار، تعيين سن، منشاء و محل تغذيه آبهاي زيرزميني، ارتباط لايه‌هاي آبدار با يکديگر، ميزان اختلاط توده‌هاي مختلف آب زيرزميني، مطالعه حرکت آلوده کننده‌ها، تعبين آلوده کننده مورد استفاده قرار گرفته‌اند.

روش استفاده از ايزوتوپ در تعيين ميزان فرسايش خاک گوياي اين واقعيت است که استفاده از تکنيک ايزوتوپي به سهولت و دقت قابل قبولي مي‌تواند ميزان فرسايش سطحي خاک را در يک شيب محاسبه نمايد. مطالعات انجام گرفته نشان داده است که سرعت و نحوه اندازه‌گيري فرسايش با استفاده از اين روش بسيار سريع و آسان مي‌باشد.

روش استفاده از اندازه‌گيريهاي سزيم137 در برآورد فرسايش سطحي خاک روشي کمي و دقيق است که صرفنظر از ديدگاه‌هاي کيفي و تجربي از طريق اندازه‌گيري سزيم137 در نمونه‌هاي خاک امکان برآورد شدت فرسايش خاک را در دوره‌هاي چندين ساله ميسر مي‌سازد.

براي بررسي مسير حرکت آب در محيطهاي متخلخل، ارزيابي سرعت جريان آب زيرزميني، تخمين ضريب نفوذپذيري لايه‌هاي آبدار، تعيين سن، منشاء و محل تغذيه آبهاي زيرزميني، ارتباط لايه‌هاي آبدار با يکديگر، ميزان اختلاط توده‌هاي مختلف آب زيرزميني، مطالعه حرکت آلوده کننده‌ها، تعبين آلوده کننده مورد استفاده قرار گرفته‌اند.

روش استفاده از ايزوتوپ در تعيين ميزان فرسايش خاک گوياي اين واقعيت است که استفاده از تکنيک ايزوتوپي به سهولت و دقت قابل قبولي مي‌تواند ميزان فرسايش سطحي خاک را در يک شيب محاسبه نمايد. مطالعات انجام گرفته نشان داده است که سرعت و نحوه اندازه‌گيري فرسايش با استفاده از اين روش بسيار سريع و آسان مي‌باشد.

روش استفاده از اندازه‌گيريهاي سزيم137 در برآورد فرسايش سطحي خاک روشي کمي و دقيق است که صرفنظر از ديدگاه‌هاي کيفي و تجربي از طريق اندازه‌گيري سزيم137 در نمونه‌هاي خاک امکان برآورد شدت فرسايش خاک را در دوره‌هاي چندين ساله ميسر مي‌سازد.

 

 

سایر کاربردهای مهم فن آوری هسته ای در صنایع کشاورزی

اصلاح ژنتیک

اصلاح نباتات از جمله موضوعاتی است که همواره مورد توجه کارشناسان علوم کشاورزی بوده است. تنوع گیاهان ابزار اولیه مورد نیاز اصلاح نباتات است و برای اینکه بخواهیم از نظر عملکرد، مطلوبیت و خصوصیات کیفی انتخاب کنیم، از بین این تنوع، بهترینها را انتخاب و به عنوان بذر یا گیاه منتخب برای کشت مورد استفاده قرار می دهیم، اما گاهی این تنوع برای یک صنعت مورد نظر در گیاهان وجود ندارد که آن وقت تنها راه ممکن برای دستیابی به تنوع جدید و بالا بردن ذخیره ژنتیکی استفاده از انرژی هسته ای طی کردن مسیرهای اصلاح نباتات با هدف داشتن گیاه با عملکرد بالا، گیاهان مقاوم به بیماری و آفت و مقاوم به تنشهای محیطی مثل خشکی، شوری و سردی از طریق پرتودهی و اعمال تیمارها به وسیله فرایندهای انرژی هسته ای انجام می شود.

 

تقویت صفات زودرس و دیررس

با توجه به اینکه هر صفتی در گیاهان در کنترل یک ژن می باشد،هر کدام از صفتهای ارتفاع، رنگ، تعداد گل، زودرسی، دیررسی در کنترل یک ژن قرار دارند که می توان در بخش کشاورزی هسته ای هر کدام از این صفات را پرورش داد.تحقیقات انجام شده در این زمینه بر روی زودرسی گندم و برنج و دیررسی نارنگی انجام شده که هر کدام فواید خاص خودش را دارد. مثلاً دیررسی مرکبات باعث تداوم بازار و تثبیت قیمت و وجود این میوه در زمان بیشتری از سال می شود که از نظر اقتصادی هم برای باغدار و هم مصرف کننده مقرون به صرفه است. همچنین تحقیقاتی نیز بر روی پیازهای زعفران به منظور بالا بردن کیفیت و افزایش گل در حال انجام است.بنا به بیانات دکتر آفریده، دکترای انرژی هسته ای دانشگاه امیرکبیر با تکنیک هسته ای می توان بذر را پرمحصول کرد که این امر در کشور خودمان اتفاق افتاده و با استفاده از همین تکنیک به جای برداشت 30 تن گوجه فرنگی از یک هکتار، 50 تن تولید کردیم در حالی که مصرف آب و مصرف کود هم به مقدار قابل ملاحظه ای کاهش پیدا کرد.

 

تولید بذرهای مقاوم به شوری و سرما

یکی دیگر از مهمترین مزیتهای استفاده از انرژی هسته ای در کشاورزی تولید بذرهای مقاوم در برابر شوری، تولید بذرهای مقاوم در برابر سرما و تولید بذرهایی مناسب برای مناطق خشک است. با استفاده ازتکنیک های موتاسیون که جهش ژنتیکی است،تنوع زیای در جمعیت گیاهی ایجاد شده واز بین آنها صفت مورد نظر مثلا مقاومت به شوری یا مقاومت به سرما را بر اثر پرتوتابی پیدا می کنیم،آنها را پرورش می دهیم و بهبود می بخشیم تا آن صفت در آن گیاه تثب با پرتودهی بذرها می توان آن‌ها را در برابر آب و خاک شور و مناطق سرد مقاوم کرد و از این طریق در مناطق کویری هم می توان گیاهان مقاوم را کاشت و بارور کرد. هم اکنون این اقدام زیر نظر آژانس بین المللی انرژی اتمی به منظور افزایش سطح زیر کشت در زمین های شور و مناطق خشک در مناطقی از استان‌های خوزستان، گلستان و یزد در حال انجام است. در این روش با استفاده از پرتودهی گاما ویژگی مقاومت به شوری یا سرما در گیاهان ایجاد می‌شود، به عنوان نمونه اکنون طرح تحقیقاتی مقاوم سازی درخت اکالیپتوس به شوری و خشکی با استفاده از انرژی هسته‌ای به شکل پرتودهی گاما در سازمان انرژی هسته‌ای کشورمان در دست اجراست، در صورت مقاوم‌سازی این درخت به شوری و خشکی، با استفاده از آن از حرکت شن‌های روان و فرسایش خاک جلوگیری می‌شود و شاهد سرسبزی منطقه و تامین علوفه دام به علت تثبیت خاک خواهیم بود.