انرژی هسته‌ای در مسیر استفاده صلح‌آمیز

انرژی پراهمیت و متمایز ‌

به گفته کارشناسان، آنچه انرژی هسته‌ای را از سایر انرژی‌های موجود در جهان متمایز می‌سازد، کاربری گسترده و پراهمیت آن در بخش‌‌های گوناگون زندگی انسان‌ها است. به دلیل مزایای متعددی که انرژی هسته‌ای دارد، تولید آن مورد توجه بسیاری از کشورها قرار گرفته و در عین حال، این کار در معدودی از کشورها با موفقیت انجام شده که جمهوری اسلامی ‌ایران، از آن جمله است.‌

کارشناسان همچنین براین موضوع تاکید می‌کنند که یکی از مهم‌ترین منابع استفاده صلح‌آمیز از انرژی اتمی‌، ساخت راکتورهای هسته‌ای برای تولید برق است.‌

«راکتور هسته‌ای»، وسیله‌ای است که در آن، فرایند شکافت هسته‌ای به صورت کنترل شده انجام وطی آن، انرژی زیادی آزاد می‌شود؛ به گونه‌ای که بر اثر شکافت نیم کیلوگرم «اورانیوم»، معادل بیش از 1500 تن ذغال سنگ انرژی به دست می‌آید.‌

بررسی‌ها نشان می‌دهد که هم اکنون در سراسر جهان راکتورهای بسیاری فعالند که با هدف‌های گوناگون مانند تولید انرژی الکتریکی، راندن کشتی‌ها و زیردریایی‌ها، تولید رادیو ایزوتوپ‌‌ها و همچنین مقاصد علمی‌، آموزشی و آزمایشی مورد استفاده قرار می‌گیرند؛ ضمن آن که در راکتورهای هسته‌ای طراحی شده برای نیروگاه‌های اتمی‌(راکتورهای قدرت)، اتم‌های «اورانیوم» و «پلوتونیم» به وسیله نوترون‌ها شکافته می‌شوند و انرژی آزادشده، گرمای موردنیاز را برای تولید بخار ایجاد می‌کند و بخارحاصله نیز برای چرخاندن توربین‌های مولد برق، مورد استفاده قرار می‌گیرد. ‌

گفتنی است که نخستین راکتور اتمی جهان، نیمه اول قرن بیستم میلادی در آمریکا به وسیله شرکت «وستینگهاوس» و برای استفاده در زیردریایی‌ها ساخته شد که پایه اصلی فناوری امروزی راکتورهای اتمی ‌محسوب می‌شود. پس ازآن، اولین راکتور اختصاصی برای تولید برق، به وسیله شرکت جنرال الکتریک ساخته شد و آن‌گاه نوبت به ساخت راکتور اتمی ‌از سوی اتحاد شوروی سابق رسید که ژوئن 1954 میلادی در حوالی مسکو انجام شد و بیشتر جنبه نمایشی داشت.‌

ساخت نیروگاه‌های اتمی ‌تا سال 1965 میلادی روند رشد محدودی داشت؛ اما طی سال‌های 1966 تا 1985 توسعه چشمگیری یافت، به گونه‌ای که در فاصله سال‌های 1972 تا 1976 به طور میانگین هر سال عملیات ساخت یک نیروگاه اتمی‌ درجهان آغاز شد که یکی از دلایل اصلی آن، شوک نفتی و افزایش چشمگیر قیمت جهانی آن در اوایل دهه 1970 بود. این رویداد شماری از کشورها را برآن داشت تا برای تامین انرژی موردنیاز خود در آینده، با حرکت‌ پرشتاب به تولید انرژی هسته‌ای روی آورند.‌

تولید برق هسته‌ای ‌

راکتورهای اتمی ‌معمولا برحسب مواد خنک‌کننده، کندکننده و نوع و غنای سوخت آن‌ها طبقه‌بندی می‌شوند که معروف‌ترین‌شان، راکتورهای آب سبک و آب سنگین است.‌

امروزه تولید برق هسته‌ای در شماری از کشورها، به عنوان یکی از راه‌های اساسی تامین انرژی انتخاب شده و این برنامه، روند گوناگونی را پیموده است.‌

به عنوان مثال، انگلستان تا سال 1965 میلادی در ساخت نیروگاه‌های اتمی‌ پیشگام بود که پس از آن، ساخت نیروگاه‌های یاد شده را کاهش داد و برعکس، این اقدام در آمریکا به اوج رسید؛ به گونه‌ای که آمریکا که تا اواخر دهه 1960 تنها 17 نیروگاه برق اتمی ‌داشت، طی دهه‌های 1970 و 1980 بیش از 90 نیروگاه اتمی ‌دیگر هم ساخت که نشانه افزایش چشمگیر تقاضای انرژی در آمریکا بوده است. هزینه تولید برق هسته‌ای در مقایسه با تولید برق از دیگر منابع در آمریکا، از هر نظر قابل رقابت اقتصادی بوده است. ‌

در حال حاضر فرانسه با برخورداری ازسهم 75 درصدی برق هسته‌ای از کل تولید برق خود، در صدر کشورهای جهان است و پس از آن، کشورهای زیر قرار دارند: لیتوانی 73 درصد، بلژیک 57 درصد، سوئد 48 درصد، بلغارستان و اسلواکی 47 درصد، آمریکا 20 درصد.‌

اگرچه ساخت نیروگاه‌های هسته‌ای برق در جهان از رشد انفجاری اواخر دهه 1960 تا اواسط 1980 برخوردار نیست، اما کشورهایی همچنان درصدد تامین انرژی موردنیازشان از انرژی هسته‌ای هستند. پیش‌بینی کارشناسان هم نشان می‌دهد که میزان استفاده از برق هسته‌ای تا دهه‌های آینده، همچنان روندی صعودی خواهد داشت و در این زمینه کشورهای آسیایی و اروپای شرقی، به ترتیب مناطق اصلی جهان از نظر ساخت نیروگاه‌های هسته‌ای خواهند بود. ‌

بررسی‌ها نشان می‌دهد که ژاپن با ساخت نیروگاه‌های اتمی ‌با ظرفیت بیش از 25 هزار مگاوات، در صدر کشورها قرار دارد و بعد از آن چین، کره‌جنوبی، قزاقستان، رومانی، هند و روسیه جای دارند و استفاده از انرژی هسته‌ای در کشورهای کانادا، آرژانتین، فرانسه، آلمان، آفریقای‌جنوبی، سوئیس و آمریکا نیز در 2 دهه آینده، روند تقریبا ثابتی را طی خواهد کرد.‌

تولید برق هسته‌ای از نظر اقتصادی ‌

تولید برق هسته‌ای اگرچه از جنبه اقتصادی مقرون به صرفه است، اما محدودیت‌هایی مانند مسائل زیست‌محیطی هم دارد که باید مورد توجه قرار گیرد. صرفه و صلاح اقتصادی از جمله دلایلی است که امروزه بسیاری از کشورها و به ویژه کشورهای اروپایی را بر آن داشته است که سهم قابل توجهی از برق موردنیازشان را از انرژی هسته‌ای تامین کنند؛ تا آنجا که 35 درصد از مجموع نیروگاه‌های هسته‌ای نصب شده برای تولید برق در جهان متعلق به کشورهای اروپای غربی است و 33 درصد به آمریکای شمالی، 5/16 درصد به خاوردور، 13 درصد به اروپای شرقی و فقط 5/2 درصد به آسیای میانه تعلق دارد. با توجه به ضرورت ایجاد تنوع در تولید انرژی، انرژی هسته‌ای به عنوان یک گزینه مطمئن اقتصادی در کشورهای یادشده مطرح است و به همین دلیل، جنبه اقتصادی جایگزینی نیروگاه‌های هسته‌ای با توجه به قیمت تمام شده برق در سیستم‌های گوناگون تولید نیرو در جهان، قابل تامل و بررسی است. بر این اساس در اغلب کشورها، نیروگاه‌های هسته‌ای با عملکرد مناسب خود، از هر لحاظ با نیروگاه‌های سوخت هسته‌ای قابل رقابت است.‌

اگرچه در چند دهه گذشته کاهش قیمت سوخت‌های فسیلی در بازارهای جهانی سبب افزایش هزینه‌های ساخت نیروگاه‌های هسته‌ای به دلیل تشدید مقررات و ضوابط ایمنی، طولانی‌تر شدن مدت ساخت و در نهایت ایجاد مشکلات تامین مالی لازم و افزایش قیمت تمام شده هر واحد الکتریسته در این نیروگاه‌ها شده است، کاهش هزینه‌های چرخه سوخت هسته‌ای، پیشرفت‌های فنی و فناوری‌های حاصل از طرح‌های استاندارد، برنامه‌ریزی‌های دقیق به منظور تامین سرمایه اولیه مطمئن و به هنگام، ساخت چند واحد نیروگاه هسته‌ای در یک سایت برای استفاده مشترک آن‌ها از تاسیسات و تسهیلات نیروگاهی و صرفه‌جویی‌های به دست آمده از آن، سبب شده است مزیت نیروگاه‌های اتمی ‌نسبت به نیروگاه‌هایی با سوخت فسیلی، همچنان در اغلب کشورها حفظ شود.‌

محیط‌زیست و برق هسته‌ای‌

به گفته کارشناسان، افزایش روند روزافزون مصرف سوخت‌های فسیلی طی 2 دهه اخیر و ایجاد انواع آلاینده‌های خطرناک و سمی ‌و انتشار آن در محیط‌زیست انسان، نگرانی‌های جدی و مهمی ‌برای بشر در حال و آینده به دنبال دارد که بدیهی است این روند به دلیل اثرات مخرب و مرگبارمصرف سوخت‌های فسیلی، در آینده تداوم چندانی نخواهد داشت. از این رو به دلیل افزایش خطرات و نگرانی‌های تدریجی در مورد اثرات مخرب انتشار گازهای گلخانه‌ای ناشی از کاربرد فرآیند انرژی‌های فسیلی، از کاربرد انرژی هسته‌ای به عنوان یکی از رهیافت‌های زیست محیطی برای مقابله با افزایش دمای کره زمین و کاهش آلودگی محیط‌زیست یاد می‌شود. همچنان که آمار نشان می‌دهد، در حال حاضر نیروگاه‌های هسته‌ای جهان با ظرفیت نصب شده فعلی، توانسته‌اند سالانه از انتشار 8 درصد از گازهای دی‌اکسیدکربن در فضا جلوگیری کنند که از این نظر تقریبا مشابه نیروگاه‌های آبی عمل کرده‌اند.‌

چنانچه ظرفیت‌های در دست بهره‌برداری فعلی تولید برق نیروگاه‌های هسته‌ای جهان از طریق نیروگاه‌های با خوراک ذغال سنگ تامین می‌شد، سالانه افزون بر 1800 میلیون تن دی‌اکسیدکربن، چندین میلیون تن گازهای خطرناک دی‌اکسیدگوگرد و نیتروژن، حدود70 میلیون تن خاکستر و معادل 90 هزار تن فلزات سنگین در فضا و محیط‌زیست انسان منتشر می‌شد که مضرات آن غیرقابل انکار است. ازاین رو در صورت رفع موانع و مسائل سیاسی مربوط به گسترش انرژی هسته‌ای در جهان به ویژه در کشورهای در حال توسعه، انرژی هسته‌ای در دهه‌های آینده می‌تواند نقش مهمی‌ در کاهش آلودگی محیط‌زیست و انتشار گازهای گلخانه‌ای ایفا کند.‌

در حالی که آلودگی‌های ناشی از نیروگاه‌های فسیلی سبب وقوع حوادث و مشکلات بسیار زیاد بر میحط‌زیست انسان‌ها می‌شود، سوخت هسته‌ای گازهای سمی ‌و مضر تولید نمی‌کند و مشکل زباله‌های اتمی نیز تا حد قابل قبولی رفع شده است. در مورد مسائل پسمانداری، با توجه به کم بودن حجم زباله‌های هسته‌ای و پیشرفت‌های علوم هسته‌ای در دفن نهایی این زباله‌ها در صخره‌های عمیق زیرزمینی با توجه به حفاظت و استتار ایمنی کامل، مشکلات موجود از نظر فنی تا حد زیادی حل شده است و طبیعتا در مورد کشور ما نیز تا زمان لازم برای دفع نهایی پسماندهای هسته‌ای، مسائل اجتماعی باقی‌‌مانده از نظر تکنولوژیکی کاملا برطرف خواهد شد.‌

از سوی دیگر، به نظر می‌رسد که بیشترین اعتراض‌ها و مخالفت‌ها در زمینه استفاده از انرژی اتمی‌ از وقوع حوادث و انفجار در برخی از نیروگاه‌های هسته‌ای مانند نیروگاه چرنوبیل (شوروی سابق) ناشی می‌شود؛ در حالی که براساس مطالعات به عمل آمده، احتمال وقوع حوادثی که به مرگ عده‌ای بیانجامد و سوانح هوایی، شکسته شدن سدها، انفجارهای ناشی از زلزله و طوفان و سقوط سنگ‌های آسمانی از آن جمله‌اند، بسیار بیشتر از وقایعی است که نیروگاه‌های اتمی ‌می‌توانند موجب آن‌ها شوند.‌

به هرحال در مورد مزایای نیروگاه‌های هسته‌ای در مقایسه با نیروگاه‌های فسیلی صرف‌نظر از مسائل اقتصادی و اندک بودن زباله‌های آن، می‌توان به پاکیزگی نیروگاه‌های هسته‌ای، پیشرفت فناوری و استفاده هرچه بیشتر از علوم جدید و فقدان آلایندگی محیط‌زیست، بر اثر فعالیت نیروگاه‌های یاد شده اشاره کرد.‌

ارزیابی‌های اقتصادی و مطالعات به عمل آمده در مورد مقایسه هزینه تولید (قیمت تمام شده) برق در نیروگاه‌های رایج فسیلی کشور و نیروگاه‌های اتمی‌، نشان می‌دهد که قیمت این دو نوع منبع انرژی صرف نظر از هزینه اجتماعی، تقریبا نزدیک به هم و قابل رقابت با یکدیگر است. ‌

در تازه‌ترین مطالعه‌ای که برای تعیین هزینه‌های اجتماعی نیروگاه‌های هسته‌ای در 5 کشور اروپایی بلژیک، آلمان، فرانسه، هلند و انگلیس صورت گرفته است، میزان هزینه‌های یاد شده ناشی از نیروگاه‌های هسته‌ای در مقایسه با نیروگاه‌های فسیلی، بسیار پایین است. در این مطالعه هزینه‌های خارجی هرکیلووات ساعت برق تولیدی در نیروگاه‌های هسته‌ای در حدود 39 صدم سنت (معادل 2/31 ریال) برآورد شده است. بنابراین در صورتی که هزینه‌های اجتماعی تولید برق را در ارزیابی‌های اقتصادی نیروگاه‌های فسیلی و هسته‌ای منظور کنیم، قیمت تمام شده هرکیلووات ساعت برق در نیروگاه هسته‌ای نسبت به فسیلی به طور قابل ملاحظه‌ای کاهش می‌یابد.‌

به هرحال، هریک از نیروگاه‌های فسیلی و هسته‌ای مزایا و معایب خاص خود را دارند و ایجاد هر یک متناسب با مقتضیات زمانی و مکانی هر کشور است و انتخاب نهایی و تصمیم‌گیری در این زمینه باید با توجه به عوامل تکنولوژیکی، ارزشی، سیاسی، اقتصادی و زیست محیطی به صورت تواما اتخاد شود. قدر مسلم ایجاد تنوع در سیستم عرضه و تامین انرژی از استراتژی‌های بسیار مهم در زمینه توسعه سیستم پایدار انرژی در هرکشور محسوب می‌شود. با توجه به بررسی‌های صورت گرفته، شورای انرژی اتمی‌ ایران مصمم به ایجاد نیروگاه‌های اتمی ‌به ظرفیت 6000 مگاوات برق در سیستم عرضه انرژی کشور تا سال 1400 هجری شمسی است.‌

چشم‌انداز ‌انرژی هسته‌ای ‌

بررسی دیدگاه‌های اقتصادی در مورد آینده انرژی هسته‌ای حاکی است که براساس تحلیل سطح تقاضا و عرضه انرژی در جهان، توجه به توسعه فناوری‌های موجود و حقایقی مانند کاهش شدید منابع فسیلی در دهه‌های آینده، مزیت‌های زیست محیطی انرژی اتمی ‌و همچنین استناد به آمار و عملکرد اقتصادی و ضریب بالای ایمنی نیروگاه‌های هسته‌ای، مضرات کمتر چرخه سوخت هسته‌ای نسبت به سایر گزینه‌های سوخت، پیشرفت‌های حاصله در زمینه نیروگاه‌های زاینده و مهار انرژی گداخت هسته‌ای در طول نیم قرن آینده، بدون تردید انرژی هسته‌ای یکی از حامل‌های قابل دسترس و مطمئن انرژی جهان در هزاره سوم میلادی به شمار می‌رود. در این جهت شورای جهانی انرژی تا سال 2020 میلادی میزان افزایش عرضه انرژی هسته‌ای را نسبت به سطح فعلی حدود 2 برابر پیش‌بینی کرده است. باتوجه به شرایط موجود، چنانچه از لحاظ اقتصادی هزینه‌های فروش نفت و گاز را با قیمت‌های متعارف بین‌المللی در محاسبات هزینه تولید (قیمت تمام شده) برای هر کیلووات برق تولیدی منظور کنیم و همچنین تورم و افزایش احتمالی قیمت‌های این حامل‌ها به ویژه طی مدت اخیر را براساس روند تدریجی به اتمام رسیدن منابع ذخایر نفت و گاز جهانی موردنظر قرار دهیم، به یقین در میان گزینه‌های انرژی موجود در جمهوری اسلامی ‌ایران، استفاده از حامل انرژی هسته‌ای نزدیک‌ترین فاصله ممکن را باقیمت تمام شده برق در نیروگاه‌های فسیلی خواهد داشت.