جدیدترین دستاوردهای اقتدارآفرین صنعت هسته ای

به گزارش روز سه شنبه خبرنگار سیاسی ایرنا، صنعت هسته ای در سال های اخیر روند با نشاط و رو به رشدی داشته است؛ حداقل در سه سال اخیر تعداد دستاوردهایی كه در مراسم روز ملی فناوری هسته ای رونمایی شده رو به افزایش بوده؛ در حالی كه در سال 96 تعداد دستاوردهای رونمایی شده صنعت هسته ای 44 مورد بود، این رقم در سال 97 به 83 دستاورد و امسال به 114 دستاورد رسید.
از این تعداد 6 دستاورد امروز با حضور رییس جمهوری در محل سالن اجلاس سران رونمایی شد و چهار دستاورد دیگر از طریق ویدئو كنفرانس در سایت های هسته ای كشور به بهره برداری رسید و 104 دستاورد دیگر در نمایشگاه جانبی این سالن مورد بازدید قرار گرفت.
متخصصین صنعت هسته ای امروز از مرحله مهندسی معكوس عبور كرده و با در نظر گرفتن نیازهای كشور طراحی و ساخت انواع تجهیزات و دستگاه های مورد نیاز كشور را در دستور كار قرار می دهند. برخی از دستاوردهایی كه امروز رونمایی شد به شرح زیر است:

** راه اندازی فاز اول مركز ملی فناوری خلاء در سایت فردو
فناوری خلاء یكی از فناوری های 'سطح بالا ' (High-tech) و حیاتی در حوزه های مختلف فعالیت های سازمان از قبیل چرخه سوخت هسته ای، گداخت هسته‌ای، شتابگرها، لیزر، فتونیك و پلاسما به شمار می رود.
با توجه به توانمندی علمی، فنی و ظرفیت های تجربی و عملیاتی كه در طول سال ها در زیر مجموعه های سازمان انرژی اتمی بدست آمده است و نیز با توجه به نیاز بالفعل این سازمان، اقدام به راه اندازی فاز اول مركز ملی فناوری خلاء كرده است.
افتتاح این مركز گامی بلند در راستای تبدیل شدن ایران به كشوری توسعه یافته در حوزه فن آوری خلاء و قرار گرفتن در بین 10 كشور برتر دارای فناوری خلاء با دارا بودن زیر ساخت‌های بومی و پیشرفته و منابع انسانی متخصص و خبره در این حوزه - تعاملات داخلی و بین المللی موثر – تولید ارزش افزوده اقتصادی حاصل از فناوری خلاء با نگاه صادرات غیرنفتی و دارا بودن توان رقابت در سطح جهان در این فناوری خواهد بود.
ایجاد زیرساخت های لازم و ضروری به منظور توسعه فناوری خلاء و تحقیق، طراحی، ساخت، صحه گذاری و تولید تجهیزات مرتبط با حوزه خلاء، صرفه جویی ارزی حاصل از تولید در داخل كشور و رفع وابستگی قطعات و تجهیزات حساس در حوزه خلاء وكسب اطمینان از عملكرد پایدار و عمر مفید تجهیزات خلاء (با توجه به امكان خرابكاری‌های صنعتی در تجهیزات وارداتی) از اهداف تاسیس این مركز است.
كالیبراسیون اولیه و ثانویه و تحقیق و توسعه در حوزه فشارهای كاری فناوری خلاء تا خلاء های بسیار بالا، خدمات فنی و تخصصی و آموزشی و راه اندازی خطوط تولید تجهیزات حوزه خلاء می‌باشد. این خدمات نه تنها در داخل سازمان انرژی اتمی بلكه در سایر صنایع حساس كشور نظیر هوافضا، نفت و گاز و ... كاربرد دارد.
در 20 فروردین سال 1398 فاز اول این مركز شامل احداث ساختمان و فضای پشتیبان، ساخت و راه اندازی ست آپ های تست شیر های DN-16 و DN-2، ساخت و راه اندازی ست آپ های تست پمپ های خلاء روتاری و روتس و طراحی، ساخت و راه اندازی آزمایشی خط تولید فشارسنج های خازنی نیاز صنعت غنی سازی به پایان رسیده است.
در راستای تدوین دانش فنی راه اندازی خطوط تولید فشارسنج ها و تولید شیرآلات خلاء از فازهای مهندسی تا تولید انبوه و ست آپ های تست عملكردی كه برای صحه گذاری برای موارد فوق مطابق استانداردهای بین المللی، بالغ بر 500 عنوان مدرك فنی تهیه و تدوین شده است.

** درهم تنیدگی كوانتومی در مخابرات كوانتومی امن
مخابره اطلاعات به صورت ایمن از مدت ها پیش ذهن بشر را به خود جلب كرده است.ارتباطات نظامی، سیاسی، تجاری و خصوصی ایجاب می كرد اطلاعات به صورتی مخابره شود كه تنها برای افراد خاصی مفهوم باشد. بدین منظور، دانش رمزنگاری كه به بررسی و شناختِ اصول و روش‌های انتقال یا ذخیره اطلاعات به صورت امن می‌پردازد، توسعه یافته است. در رمزنگاری ابتدا پیام به صورت الگوریتم خاصی كدگذاری شده و پس از آن برای رمزگشایی از كلید استفاده می شود و همواره از این كلید باید به طور امن محافظت گردد.
بنابراین هدف از رمزنگاری، ساختن طرح‌ها یا پروتكل‌هایی است كه به افراد این امكان را بدهد كه با وجود دشمن و روی یك كانال ناامن با حفظ حریم خصوصی، داده‌هایشان را به صورت امن مخابره نمایند.
روش های كلاسیك متعددی برای این منظور استفاده می شود كه امنیت این روش‌ها مستلزم استفاده از روشهای ریاضی پیچیده و زمان بر است. ولی با پیشرفت كامپیوترها و علی الخصوص با ساخت كامپیوترهای كوانتومی، دیگر محدودیت و مشكل زمان برای شكستن رمزهای مبتنی بر روش های كلاسیك حل خواهد شد و بدین ترتیب حتی پیچیده ترین الگوریتم‌های رمز نگاری با استفاده از این كامپیوترها رمزگشایی خواهد شد.
در مقابل روش كلاسیك، با ظهور نظریه اطلاعات كوانتومی كه بر پایه مكانیك كوانتومی است، رمزنگاری كوانتومی مطرح شده است. امنیت رمزنگاری كوانتومی بر اساس اصول و قوانین كوانتومی استوار است. بهترین كاربرد رمزنگاری كوانتومی ساخت پروتكل های توزیع كلید كوانتومی برای ایجاد یك كلید مشترك میان دو نفر، بدون آنكه نفر سوم هیچ اطلاعی از كلید به دست نیاورد می باشد.
اساس این كار استفاده از درهم تنیدگی كوانتومی است. از آنجایی كه در درهم‌تنیدگی كوانتومی حالت‌های ذرات درهم‌تنیده می‌باشند، شخص ثالث نمی‌تواند حین نقل و انتقال اطلاعات، استراق سمع كند و در صورتی كه شخص ثالث به اطلاعات دست یابد، دو نفری كه با هم اطلاعات رد و بدل می‌كنند، سریعاً به این موضوع پی می‌برند.
آزمایش درهم تنیدگی كوانتومی فوتون ها به عنوان زیرساخت اصلی فناوری كوانتومی در شرایطی برای اولین بار در ایران و منطقه انجام شده است كه علیرغم برخی محدودیت ها ، محققان ایرانی با تلاش‌های شبانه‌روزی خود بر مشكلات فائق آمدند و در برخی موارد توانسته‌اند قطعات مورد نیاز را در داخل طراحی كرده و بسازند.
در آزمایش انجام شده توسط محققان ایرانی عدد نامساوی بِل برابر با 2.73 به دست آمد كه نشان دهنده درهم‌تنیده بودن حالت‌ها، می‌باشد.
درهم تنیدگی كوانتومی علاوه بر كاربرد در مخابرات كوانتومی در حوزه‌های مختلف تصویربرداری كوانتومی، زیست‌شناسی كوانتومی، كامپیوترهای كوانتومی ، ساعت اتمی، سنسورهای كوانتومی، رادار كوانتومی و... كاربردهای فراوان دارد.

** طراحی و ساخت دستگاه سانتریفیوژ زونال پیوسته
دستگاه سانتریفیوژ زونال پیوسته جزء پیشرفته ترین و پیچیده ترین سانتریفیوژهای صنعتی می باشد و به همین دلیل شركت های تولیدكننده آن در سطح بین المللی محدود بوده و تكنولوژی آن انحصاری می باشد. باتوجه به كاركرد استراتژیك این دستگاه در حوزه های دارویی و نیاز مبرم صنایع دارویی به استفاده از سانتریفیوژ زونال پیوسته، ساخت این دستگاه در دستوركار شركت مهندسی و بازرگانی قرارگرفته و مراحل طراحی و نمونه سازی قطعات آن درحال اجرا می باشد.
تولید انبوه واكسن با قیمت تمام شده پایین، تولید داروهای خاص و جداسازی لایه ای مایع های چند فازی از كاربردهای این سانتریفیوژها به شمار می رود.

** سیستم كنترلی سامانه سنجش فرایندی
هدف از این زیرساخت، طراحی، ساخت، راه اندازی و تست یك سامانه محرك كنترلی با كاربری در راكتورهای هسته ای می‌باشد. در یك راكتور هسته ای، نقش مكانیزم محركه میله كنترلی وارد و خارج كردن تمام میله های كنترلی در ارتفاعی برابر ارتفاع قلب راكتور است و اینكه بتواند میله های كنترلی را در هر موقعیتی از ارتفاع نگه دارد.
موقعیت میله های كنترلی در قلب راكتور با استفاده از سنسورهای موقعیت آنالوگ و دیجیتال پیمایش می شود و كنترل كننده مقدار قدرت و راكتیویته راكتور می باشد. كاركرد اصلی دیگر مكانیزم محركه میله های كنترلی، آزادسازی سریع میله های كنترلی در زمان خاموشی سریع راكتور است. این حالت در شرایط اضطراری باید به سرعت فعال و در كمترین زمان ممكن میله ها را به قلب راكتور وارد نماید.
این زیر ساخت نقش بسزایی در طراحی و یا ساخت سیستم كنترلی راكتورهای تحقیقاتی و قدرت كه در كشور در حال كار و یا احداث می باشند، داشته باشد.

** تولید آب اكسیژن 18
اكسیژن فراوانترین عنصر در پوسته كره زمین است كه مخلوطی از سه ایزوتوپ پایدار اكسیژن 16، اكسیژن17 و اكسیژن 18 می باشد . در این بین اكسیژن 18 علیرغم مقدار ناچیز آن در طبیعت دارای كاربردهای وسیعی در علوم مختلف از قبیل محیط زیست، بیوشیمی، تشخیص و درمان پزشكی می باشد.
مجتمع آب سنگین اراك پس از تولید آب سنگین، به عنوان اصلی ترین منبع تامین ایزوتوپِ پایدارِ دوتریم، تركیبات شیمیایی، بیولوژیك و داروییِ نشاندار شده با ایزوتوپ دوتریم، در بازارهای داخلی و بین المللی به عنوان یكی از معدود تولید كنندگان تركیبات دوتره در دنیا مطرح شده است.
با توجه به تجربیات موجود در زمینه تولید ایزوتوپ پایدار دوتریم و نیز تركیبات دوتره با هدف بهره مندی جامعه از فناوری صلح آمیز هسته ای، در راستای تحقق چشم انداز تبدیل شدن به یك شركت معتبر بین المللی در زمینه تولید ایزوتوپ های پایدار، غنی سازی ایزوتوپ پایدار اكسیژن 18 در دستور كار این مجتمع قرار گرفت.
تولید اكسیژن 18 به روش های مختلف شیمیایی و فیزیكی به وسیله محققان زیادی در دنیا مورد مطالعه و بررسی قرار گرفته كه در نهایت منجر به تولید صنعتی این ایزوتوپ پركاربرد شده است.
باپشتوانه علمی حاصل از مطالعات گسترده محققین و دانشمندان سازمان انرژی اتمی ایران در گام نخست مدل سازی فرآیند، طراحی و ساخت برج ها و تجهیزات مورد نیاز برای تولید ایزوتوپ پایدار اكسیژن 18 شروع شد و در 20 فروردین 1393 واحد پژوهشی تولید اكسیژن 18 راه اندازی شد.
در نهایت و با تلاش شبانه روزی پرسنل متعهد این مجتمع، تولید ایزوتوپ پایدار اكسیژن 18 با غنای ایزوتوپی بالای 97 درصد در بهمن ماه سال 1397 همزمان با بهار انقلاب اسلامی، با موفقیت انجام گرفت.
در سال های اخیر كاربرد ایزوتوپ پایدار اكسیژن 18 در صنایع پزشكی و بالاخص حوزه های تشخیص به طور روز افزون افزایش یافته است. كاربرد ایزوتوپ اكسیژن 18 در علوم پزشكی جهت تشخیص بیماری ها با استفاده از تكنیك تشخیصی پت اسكن یا برش نگاری با نشر پوزیترون، منجر به توسعه یكی از دقیق ترین روش های تشخیص سلول های سرطانی در ابتدایی ترین مراحل رشد شده است.
در تكنیك تشخیص طبی پت اسكن ، آب غنی شده از اكسیژن 18 با غنای ایزوتوپی بالای 95 درصد برای تولید رادیو ایزوتوپ فلوئور 18 مورد استفاده قرار می گیرد و رادیو ایزوتوپ تولید شده در ساختار تركیب قندیFDG ( Fluoro Deoxy Glucose ) به عنوان ردیاب وارد بدن بیمار می شود.
با توجه به سرعت بالای متابولیسم در سلول های سرطانی و البته روند متابولیسمی متفاوت آنها در مقایسه با سلول های سالم، ماده قندی در سلول های سرطانی تجمع یافته و از طریق ردیابی زوال ایزوتوپ فلوئور 18 در دستگاه پت اسكن، مكان دقیق سلول ها و مرحله تكاملی سلول های سرطانی قابل تشخیص خواهد بود.
با تولید موفقیت آمیز ایزوتوپ اكسیژن 18 با غنای ایزوتوپی بالا، نه تنها ماده اولیه مورد استفاده در تكنیك تشخیصی پت اسكن در كشور مهیا شده است، بلكه تجاری سازی كیت های تشخیصیFDG و صادرات این محصول ارزشمند در گام های پیش رو، اجرایی خواهد شد كه با تشخیص به موقع بیماریهای صعب العلاج گام موثری در راستای اعتلای سطح سلامت جامعه برداشته می شود.
به علاوه با دستیابی مجتمع آب سنگین اراك به آب نشاندار شده با دو ایزوتوپ پایدار دوتریم و اكسیژن 18، بررسی سرعت متابولیسم و مصرف انرژی بدن بیماران و ورزشكاران امكان پذیر شده است.
در این فرایند پس ازمصرف آب دوبار نشاندار شده با آنالیز میزان اكسیژن18 در ادرار و هوای بازدم و همچنین دوتریوم در ادرار با استفاده از دستگاه آی آر مَس (IRMS) و با محاسبه اختلاف بین سرعت دفع هیدروژن و اكسیژن نشاندار می توان سرعت تولید دی اكسید كربن را تعیین كرد. سرعت تولید دی اكسید كربن بیانگر میزان مصرف انرژی می باشد كه به صورت نسبت غذای مصرف شده به میزان تنفس در دوره زمانی تعریف می شود.
همچنین اندازه گیری ایزوتوپ های اكسیژن در مطالعات هیدولوژی آب های زیرزمینی، چگونگی حركت و توزیع آب ها در سفره های آبی كاربرد دارد. مطالعات ایزوتوپی هیدرولوژی اطلاعات تكمیلی از نوع، سرچشمه و سن آب های زیرزمینی ارائه می دهند. اگر محتویات ایزوتوپی در سفره های آب تغییر نكند می توان به سرچشمه آب ها به خصوص مكان تغذیه، طول مدت و فرآیند های آن پی برد.
هم اكنون ظرفیت تولید واحد اكسیژن 18 درمجتمع آب سنگین اراك سالانه 100 كیلوگرم می باشد كه علاوه بر تامین نیاز داخلی كشور به این محصول با ارزش زمینه صادرات آن به خارج از كشور را نیز مهیا می نماید.

** ساختمان مدیریت پسمان های جامد و تجهیزات آلوده
ساختمان مدیریت پسمان های جامد و تجهیزات آلوده با هدف ساماندهی و تجمیع فرآیندهای پسمانداری، دمونتاژ و رفع آلودگی تجهیزات و قطعات آلوده و در نهایت آمایش، تثبیت و انبارش موقت پسمانهای پرتوزای جامد در دستور كار قرار گرفت.
ازدستاوردهای حاصل از اجرای پروژه می توان به استفاده مجدد از تجهیزات رفع آلودگی شده، شستشو و بازرسی سیلندرهای آلوده مطابق با استاندارد بین‌المللی، نیاز روز افزون به رفع آلودگی ماشینهای برخوردی و سایر تجهیزات فرآیندی، آمایش پسمانهای جامد جهت خروج و تحویل به شركت پسمانداری هسته‌ای كشور، اطمینان بخشیدن به افكار عمومی در خصوص مدیریت صحیح پسمانهای پرتوزا و رادیواكتیو اشاره كرد.
احداث پروژه مرتبط با مدیریت پسمانهای جامد و تجهیزات آلوده بر اساس استانداردهای جهانی و مدیریت صحیح و در نظر گرفتن استراتژی مشخص در رابطه باخطرات احتمالی زیست محیطی، شیمیایی و فیزیكی مواد پرتوزای موجود در پسمانهای تولیدی از دیگر دستاوردهای این پروژه می باشد.

** رادیوداروی Y-90 Resin Microspheres برای درمان سرطان كبد
سرطان كبد یكی از كشنده ترین سرطان های گوارشی است و در حال حاضر جزو 6 سرطان شایع در مردان است و طبق گزارش ها در حدود 200 نفر در سال به سرطان كبد مبتلا می شوند.
بیماران سرطان كبد اولیه و متاستاتیك كه قابل عمل جراحی نیستند با این رادیودارو نزدیك به 50 الی 60 درصد امید به حیات مجدد پیدا كرده و به كیفیت بسیار بهتری از زندگی دست پیدا می كنند.
فاز آزمایشگاهی و پیش بالینی این دارو با موفقیت به اتمام رسیده و درحال طی مراحل فاز بالینی با همكاری دانشگاه های علوم پزشكی تهران و شیراز می باشد. رادیوداروی مذكور تا به حال بر روی 12 بیمار مبتلا به سرطان كبد تست شده و در حال ادامه فاز بالینی است.
قیمت این رادیودارو 5000 الی 6000 یورو است كه به دلیل بومی سازی برای بیماران داخلی بسیار ارزان تر در دسترس خواهد بود. این در حالی است كه علاوه بر تامین بازار داخل امكان صادرات این رادیودارو نیز وجود دارد.

** دستگاه طیف سنج مادون قرمز (FT-IR)
در دستگاه طیف سنج مادون قرمز FT-IR تكنولوژی لیزر برای فاصله سنجی آینه ها، كالیبراسیون دستگاه، تنظیم خودكار آینه ها و غیره استفاده شده است.
تكنولوژی حركت ریل آینه ها با سرعت كاملاً یكنواخت (بسیار حساس و دقیق) و تكنولوژی الكترونیك و كامپیوتر كه به وسیله آن كنترل و فرمان دقیق حركت آینه ها، استفاده از كارت های داده خوانی و انجام محاسبات تبدیل فوریه، از دیگر مواردی است كه در این دستگاه به كار گرفته شده است.
همچنین تكنولوژی فیزیك و اپتیك به منظور استفاده از چیدمان آینه ها به طور خاص و ویژه به منظور مدوله كردن نور IR كه در نهایت بتوان از تبدیل فوریه برای مشخص نمودن میزان جذب IR توسط نمونه استفاده نمود در این دستگاه به كار گرفته شده است.
به گزارش ایرنا انجام مطالعات اولیه در خصوص انتخاب روش های ساخت با بهره گیری حداكثر از امكانات موجود و بررسی امكان ساخت تجهیزات مورد نیاز در داخل كشور و همچنین امكان سنجی اقتصادی بودن طرح در فاز امكان سنجی فنی و اقتصادی مورد بررسی قرار گرفت.
در فاز طراحی و تامین تجهیزات طراحی مكانیكی، الكترونیكی و اپتیكی دستگاه انجام و تجهیزات و قطعات مورد نیاز سفارش گذاری گردید كه پس از رفع ابهامات فنی با سازندگان این قطعات تامین شد.
در فاز عملیاتی ساخت برخی از قطعات و نصب تجهیزات خریداری شده انجام گردید.
با توجه به تكنولوژی بسیار بالای استفاده شده در این دستگاه، فاز راه اندازی و بهینه سازی از اهمیت خاصی برخوردار می باشد. این مرحله با بهره گیری روش های مختلف علمی از جمله سعی و خطا، استفاده از متون علمی موجود و بهره گیری از تجارب اساتید مرتبط مراكز دانشگاهی و علمی، دستگاه در بهترین شرایط عملیاتی تنظیم شد
در فاز تجاری سازی پس از موفقیت آمیز بودن تست های نهائی اجرا شده بر روی دستگاه، با توجه به نیاز مشتریان، دستگاه به صورت تجاری عرضه خواهد شد.

** آغاز نصب زنجیره میانی 20 تایی سانتریفیوژ پیشرفته IR6
جمهوری اسلامی ایران از سال 1380 شروع به تحقیق و توسعه و ساخت دستگاه های سانتریفیوژ كرده است.
دستگاه سانتریفیوژ به عنوان قلب تپنده چرخه سوخت و یكی از عناصر سطح بالا(High-tech element) در چرخه سوخت مطرح است. پس از طی تحقیقات و تولید ماشین IR1 كه به صورت مهندسی معكوس انجام شد، كشورمان گام در طراحی و تولید نسل‌های جدید نهاد.این نسل ها از تكنولوژی متفاوت بهره می برند كه به تناسب افزایش طول و قطر، جنس روتور‌ها نیز از آلومینیومی به كامپوزیتی تغییر یافته است.
یكی از پیشرفته‌ترین این نسل‌ها، ماشین IR6 یا ماشین نسل6 می‌باشد كه توسط متخصصان سازمان انرژی اتمی ایران طراحی و به صورت كاملاً بومی تولید شده است.عملكرد (راندمان) این ماشین تقریبا 10 برابر نسل 1 می‌باشد. نسل 1 از ظرفیتی معادل یك سو (یك كیلوگرم اورانیوم در سال) و نسل 6، ده سو (10 كیلوگرم اورانیوم در سال) برخوردار است.
سیام**2021**