صنايع در سايه راديو ايزوتوپ ها ايمن ترند
آفتاب‌‌نیوز : 
راديو ايزوتوپ هايي كه كاربرد صنعتي دارند نيز گاهي مشمول ملاحظات سياسي - اقتصادي مي شوند. در حالي كه محروم كردن كشورها از اين مواد و امكانات مي تواند ضررهاي جبران ناپذيري در پي داشته باشد.
اين يك واقعيت است : 98 درصد كاربرد انرژي هسته اي، صلح آميز و تنها 2 درصد آن نظامي است. در اين ميان، كاربرد راديوايزوتوپ ها در صنايع يكي از موارد مهم و اساسي استفاده صلح جويانه از انرژي اتمي در جهان و ايران به شمار مي رود.
حدود 40 سال است كه صنايع ايران از سيستم هاي راديوايزوتوپي استفاده مي كنند. در حال حاضر چشمه هاي راديواكتيو و سيستم هاي هسته اي در بيش از 600 كارخانه مهم ايران از جمله كارخانجات سيمان، نساجي، قند، نفت، پتروشيمي، ذغال سنگ، لاستيك سازي، مجتمع فولاد، ذوب آهن، غني سازي مس، شيميايي و پلاستيك سازي، لوله سازي، ريسندگي و معادن براي اندازه گيري و كنترل مورد استفاده قرار مي گيرند.
انعطاف پذيري، دقت عمل و صرفه اقتصادي اين گونه سيستم ها سبب توسعه سريع كاربرد آنها در صنايع شده است. آنچه مسلم است عدم كنترل و اندازه گيري دقيق در صنايع است كه نه تنها به محصولات صنعتي و كارخانجات صدمه وارد مي كند، بلكه در مواردي از جمله جوش هاي صنعتي، مي تواند به فجايعي انساني منجر گردد.
پس از كشف راديواكتيويته توسط مادام كوري در سال 1898، براي نخستين بار در سال 1901 از چشمه راديوايزوتوپ طبيعي راديوم براي راديوگرافي در پزشكي استفاده شد. سپس از سال 1946 به بعد راديوايزوتوپ ها در سطح وسيعي و تقريباً در تمام رشته هاي صنعتي، پزشكي، كشاورزي و علوم براي اندازه گيري و كنترل مورد استفاده قرار گرفتند. به طوري كه در اكثر مراكز هسته اي كه داراي راكتور و دستگاه هاي مختلف شتاب دهنده هستند، تهيه و توليد اين مواد حتي تا سطح تجارتي مورد توجه قرار گرفته است.
امروزه صنايع بزرگ و كوچك در كشورهاي پيشرفته در مقياس زيادي از سيستم هاي راديوايزوتوپي براي اندازه گيري و كنترل استفاده مي كنند. گسترش روزافزون موارد استعمال راديوايزوتوپ ها در رشته هاي مختلف علوم و صنعت، پژوهشگران را بر آن داشته است تا روز به روز در تهيه، توليد و كاربرد راديوايزوتوپ ها روش هاي عملي تر و دقيق تري را جستجو كنند. به طوري كه اكنون بسياري از كشورها مشغول تحقيق و بررسي در مورد استفاده بيشتر و كارايي بهتر راديو ايزوتوپ ها هستند.
صنايع زير سايه راديو ايزوتوپ ها
سيستم هاي راديوايزوتوپي كه در كارخانجات مورد استفاده قرار مي گيرند از يك چشمه راديواكتيو حفاظت شده، يك دتكتور يا آشكارساز و قسمت هاي الكترونيكي تشكيل شده اند.
مهم ترين كاربردهاي اين سيستم ها در كارخانجات، به گفته دكتر حسن رحيمي، سرپرست گروه كاربرد راديو ايزوتوپ ها در صنايع سازمان انرژي اتمي ايران، عبارت است از: كنترل سطح مايعات در قوطي هاي در بسته و يا ظروفي كه داخل آنها را نمي توان ديد، كنترل سطح مايعات در تانكرهاي بزرگ مخازن نفت، آب، موادشيميايي و...، كنترل سطح مواد جامد مانند خاك، پودر سنگ، سيمان و... در داخل بونكرهاي كارخانجات سيمان و يا واحدهاي صنعتي مشابه، كنترل سطح مواد مذاب در داخل كوره ها، كارخانجات شيشه سازي، ذوب آهن و...، اندازه گيري و كنترل غلظت تركيبات آلي، محلول هاي اسيدي و قليايي، اندازه گيري دانسيته گازها و مايعات در خطوط لوله، تشخيص نوع تركيبات نفتي در لوله هاي حامل اين مواد، تعيين ضخامت پلاستيك، كاغذ، ورقه هاي فلزي و شيشه به طور اتوماتيك در خط توليد.
اما بايد راديوگرافي صنعتي را نيز به اين فهرست اضافه كرد. راديوگرافي صنعتي با استفاده از راديو ايزوتوپ ها انجام مي شود و مي تواند عيب ها و نقايص جوش هاي صنعتي را در تمامي موارد مشخص كند.
مهندس كورش عادل، سرپرست بازرسي فني شركت كاوشيار (وابسته به سازمان انرژي اتمي ) در همين مورد مي گويد: هر جا جوش و آهن باشد، ما حضور داريم ؛ در كشتي، خودرو، ساختمان و.... حتي شهرداري در پي آن است كه ساختمان هاي در دست احداث، به خصوص ساختمان هاي بلند مرتبه، حتماً راديوگرافي شوند.
مهندس عادل با گشت و گذاري در خاطرات خود مي گويد: يادم مي آيد خودرويي در ايران ساخته مي شد كه پس از تحويل به مشتري، بعد از مدتي چرخ هاي آن جدا مي شد. از ما خواسته شد تا جوش هاي صورت گرفته در اين خودرو را راديوگرافي كنيم. اولين بار كه اين آزمايش انجام شد، مشاهده كرديم كه تمام جوش ها عيب و ايراد دارد. اين عيب ها برطرف شد و شما شاهد هستيد كه خودروهايي كه الآن ساخته مي شود از لحاظ كيفيت، وضعيت به مراتب بهتري نسبت به 10 سال پيش دارند.
وي يكي ديگر از موارد استعمال راديوگرافي صنعتي با استفاده از راديوايزوتوپ ها را در صنايع هواپيمايي ذكر مي كند. به گفته مهندس عادل، پس از انجام چند ساعت پرواز مشخص توسط هر هواپيما داخل موتور، بدنه و بال آن راديوگرافي و كنترل مي شود. اين كار براي حفظ ايمني پرواز ضروري است.
اين جنبه از كاربرد راديوايزوتوپ ها واقعاً حياتي است. اما به جز راديوگرافي صنعتي، سيستم هاي كنترل هسته اي نيز در صنايع كاربرد فراواني دارد. البته مشتري اين سيستم ها پالايشگاه ها، صنايع پتروشيمي، قند، سيمان، ذوب آهن و به طور كلي صنايعي هستند كه در فرآيند كار، ماده اوليه وارد يك مخزن، راكتور يا... مي شود.
مهندس عبدالرضا قهرماني، سرپرست گروه راديو ايزوتوپ هاي صنعتي، در اين مورد مي گويد: سيستم هاي هسته اي كه بيشتر در صنايع مورد استفاده قرار مي گيرند شامل سطح سنج ها، ضخامت سنج ها، دانسيته سنج ها، رطوبت سنج ها و... هستند.
هم اكنون مركز تحقيقات سازمان انرژي اتمي ايران با همكاري آژانس بين المللي انرژي اتمي و شركت Polon لهستان درصدد طراحي سيستم هسته اي ضخامت سنجي از نوع ثابت و متحرك براي صنايع شيشه سازي و سيستم دانسيته سنجي براي تعيين دانسيته مواد نفتي در درون خط لوله است.
مزاياي سيستم هاي راديوايزوتوپي
گرچه سيستم هاي راديوايزوتوپي به علت مزاياي خاصي كه دارند توانسته اند به سرعت جايگزين سيستم هاي الكترونيكي يا مكانيكي مشابه شوند، اما اين سيستم ها تنها روش اندازه گيري و كنترل در صنايع نيستند.
يكي از روش هاي متداول، استفاده از سيستم آلتراسونيك است. مهندس عادل با تشبيه كار اين سيستم به دستگاه سونوگرافي مي گويد: با استفاده از دستگاه آلتراسونيك موجي به داخل قطعه فرستاده و موج برگشتي روي دستگاه ثبت مي شود. از روي نقطه تضعيف موج متوجه مكان عيب مي شوند. به اين صورت كه بلندتر شدن موج نشانه وجود ترك و كوتاه تر شدن آن دليل وجود مواد زايد يا گرفتگي مسير است.
روش هاي استفاده از مواد نافذ، آزمايش مغناطيسي با استفاده از براده هاي آهن و جريان هاي گردابي، كه مانند گيت هاي فرودگاه عمل مي كند، در كنترل هاي صنعتي كابرد داشته و در بعضي موارد هنوز هم كاربرد دارد. اما چرا استفاده از راديو ايزوتوپ ها و چشمه هاي صنعتي اقبال بيشتري دارد؟
مهندس عادل مي گويد: هر كدام از روش ها در كنار ارجحيت خاص خود، ضعف هايي نيز دارند. مثلاً در روش مغناطيسي فقط تا عمق 2 تا 3 ميليمتري روي سطح را مي توان عيب يابي كرد. در روش مواد نافذ هم فقط عيب هايي قابل شناسايي هستند كه به سطح راه داشته باشند. روش آلتراسونيك روش خوبي است، اما در ضخامت هاي كمتر از ميليمتر جواب نمي دهد.
روش استفاده از راديوايزوتوپ ها بهترين روش براي پيداكردن عيوب يا سنجش در صنايع به شمار مي رود. يكي از مزاياي آن وجود فيلم حاصل از اين روش عنوان مي شود كه مي تواند به صورت يك مدرك در پرونده كاري بماند و امكان اخذ نظرات مختلف را در زمان هاي ديگر فراهم كند.
سرپرست گروه كاربرد راديوايزوتوپ ها در صنايع، مهم ترين مزاياي سيستم هاي راديوايزوتوپي را اين گونه برمي شمارد: اندازه گيري ها بدون تماس با ماده انجام مي شود، بنابراين هيچ گونه تغييري در ماده مورد نظر در خط توليد ايجاد نمي شود. همچنين به وسيله سيستم هاي راديوايزوتوپي مي توان اندازه گيري هاي موردنظر را در ظروف سربسته و در داخل لوله هايي كه تحت فشار و يا حاوي مواد سمي و خطرناك هستند، بدون تماس با آنها انجام داد. در اين روش، اندازه گيري مستقل از فشار، درجه حرارت، تركيب شيميايي و يا مشخصات فيزيكي جسم موردنظر است و در هنگام اندازه گيري ضخامت يا دانسيته مواد، نياز به قطع خط توليد نيست.
اين مزايا به اضافه پايين تر بودن مخارج و هزينه نگهداري چنين سيستم هايي سبب شده است كه كاربرد راديوايزوتوپ ها نه تنها در صنايع بلكه در ساير رشته ها نيز به سرعت رشد پيدا كند.
يك كاربرد حياتي و اقتصادي
يكي از كاربردهاي مهم راديوايزوتوپ ها در صنعت، نشت يابي در خطوط لوله هاي انتقال نفت است. اين كار نه تنها از لحاظ مسائل اقتصادي مهم است، بلكه نشت نفت با آلوده كردن منطقه مي تواند مشكلات زيست محيطي را سبب شود.
تكنيك كاربرد ردياب هاي راديواكتيو، كه با استفاده از برم - 82 انجام مي شود، براي اولين مرتبه در ايران در سال 1376 اجرا شده است. البته آژانس بين المللي انرژي اتمي و انستيتوي ايزوتوپ لهستان در انجام اين امر با سازمان انرژي اتمي ايران همكاري كرده اند.
دكتر حسن رحيمي در مورد نحوه كار مي گويد: با استفاده از يك سيستم PIG و همچنين كاربرد برم - 82 به عنوان ردياب مي توان با دقت بسيار بالايي (نيم ليتر نشت در يك ساعت ) لوله هاي انتقال نفت را كه تا چندين متر در زيرزمين نهاده شده اند، مورد نشت يابي دقيق قرار داد. در اين روش چون دستگاه هاي ما به منبع راديواكتيو پاسخ مي دهند، ما قبل از آزمايش منطقه را به طور دقيق بررسي مي كنيم تا مطمئن شويم هيچ منبع راديواكتيوي در منطقه نيست. سپس برم - 82 را به داخل لوله تزريق مي كنيم. در آزمايش مجدد، هر جا كه اين ماده توسط دتكتورها شناسايي شود، همان جا محل نشت نفت است.
اما آيا اين ماده راديواكتيو روي نفت داخل لوله تأثير نمي گذارد؟ سرپرست گروه كاربرد راديوايزوتوپ ها در صنايع با قاطعيت پاسخ مي دهد كه نه ! ما از برم - 82 استفاده مي كنيم كه نيمه عمر آن فقط 36 ساعت است. اگر چهار تا 36 ساعت از زمان تزريق برم بگذرد، ديگر راديواكتيويته اي باقي نمي ماند. بنابراين ما با هماهنگي هايي كه با شركت نفت انجام مي دهيم، نفت براي سپري شدن مدت زمان لازم در تانكرها باقي مي ماند. ضمن اينكه تمام اين مسائل از طريق واحد امور حفاظت و فيزيك بهداشت مركز كنترل مي شود و زماني كه اكتيويته به حالت طبيعي رسيد، نفت مورد استفاده قرار مي گيرد.
البته نشت يابي در خطوط انتقال نفت با روش هاي مختلف انجام مي شود. به جز روش راديوتريسر (استفاده از برم - 82) روش آلتراسونيك نيز در دنيا مرسوم است. يكي از دلايل ارجعيت روش راديوتريسر دقت بسيار بالاي آن است. با توجه به فشار (Psi) 800-700 نفت در خطوط انتقال، قطعاً تشخيص نشت نيم ليتر تا 6 ليتر در ساعت، اختلاف بسيار مهمي است. وقتي موضوع نشت ماده اي است كه هم از لحاظ ارزش مالي مهم است و هم از لحاظ آلودگي محيط زيست، بايد روش حساس تر و دقيق تري را به كار ببريم.
البته انتخاب روش راديوتريسر در ايران دليل ديگري نيز داشته است. دكتر رحيمي مي گويد: شركت ملي نفت در ابتدا هزينه كرد و روش آلتراسونيك را در ايران اجرائي كرد. اما موفق نشد. زيرا خطوط لوله نفت ما كه حدود 50-40 سال پيش طراحي شده اند، از مسيرهايي عبور مي كنند كه نمي توان از روش آلتراسونيك براي نشت يابي آنها استفاده كرد. خط لوله سلفچگان اراك به تهران را در نظر بگيريد. اين خط لوله 146 كيلومتر است. در بعضي قسمت ها اين خط لوله از زير جاده رد شده است يا در بعضي جاها در مسير عبور هواپيما قرار دارد. روش آلتراسونيك به امواج صوتي حساس است و تمام ارتعاشات گرفته مي شود. بنابراين احتمال خطا بالا مي رود. به همين سبب است كه اين روش در ايران موفقيت آميز نبوده است.
شركت ملي نفت ايران چند سال پيش اعلام كرد كه حدود 13000 كيلومتر خط لوله انتقال نفت با قطرهاي 8، 10، 14، 16، 18، 24، 26، 30 اينچ در كشور وجود دارد كه عمر كاركرد بعضي از آنها بيش از 30 سال است. با گذشت زمان و اثر عوامل محيطي در قسمت هايي از اين خطوط لوله، سايش و خوردگي ايجاد شده است، كه باعث نشت نفت در درون زمين و سپس پاره شدن خط لوله و در نتيجه هدر رفتن مقادير زيادي از فرآورده هاي نفتي مي گردد.
با فعاليت هاي صورت گرفته از آن زمان تاكنون حدود 3000 كيلومتر از اين خطوط، كنترل و نشت يابي شده است. به گفته سرپرست گروه كاربرد راديوايزوتوپ ها در صنايع محدوديت ها و معذوريت هاي شركت ملي نفت سبب كندي كار بوده است. دكتر رحيمي مي گويد: تكنيك ما به گونه اي است كه نشت يابي بايد در خطوط حامل نفت سفيد يا گازوئيل صورت بگيرد. در حالي كه شركت ملي نفت تمام مواد نفتي از جمله بنزين، نفت سفيد، گازوئيل و... را از طريق يك خط لوله مي فرستد.
به جز نشت يابي در خطوط لوله هاي انتقال نفت، بخش راديوايزوتوپ مركز تحقيقات هسته اي، طرح ساخت انواع لامپ هاي نوراني (بتالايت )، طراحي سيستم راديوايزوتوپي ميزان تعيين خاكستر (Ash) در زغال سنگ در صنايع ايران، كاربرد ردياب ها در صنايع شيشه سازي براي بررسي كوره مذاب، طراحي و ساخت چشمه هاي Am-241 براي كاربرد در دتكتورهاي دودي و سيستم هاي شناسايي گازهاي سمي و طرح سيستم هسته اي ضخامت سنج از نوع اسكنر براي كنترل خط توليد محصولات را در دست اقدام دارد.
حرف آخر
بيشتر صنايع و كارخانجات ايران از سيستم هاي هسته اي بهره مند هستند. اكثر اين سيستم ها به علت اشكالاتي كه در قسمت هاي الكترونيكي، دتكتور و يا چشمه راديواكتيو آنها به وجود مي آيد، نياز به تعمير و بازسازي دارند. بيشترين نوع چشمه مورد استفاده در اين سيستم چشمه كبالت - 60، سزيوم - 137 و ايريديم - 192 است.
به گفته دكتر رحيمي كبالت - 60، كه بيشترين مقدار مصرف را در صنايع دارد، به مقدار مورد نياز در راكتور مركز تحقيقات توليد مي شود. البته نيمه عمر كوتاه اين ماده نيز واردات آن را منتفي مي كند. وي توانايي توليد اين چشمه ها را تا حدي مي داند كه مي گويد: پتروشيمي رازي چشمه اي به طول 5/3 متر نياز داشت. به هر جا در دنيا سفارش دادند، اين چشمه را به آنها ندادند و گفتند بايد كل سيستم را عوض كنيد. اما ما اين چشمه را براي آنها طراحي كرديم و ساختيم.
در عين حال براي توليد چشمه هاي آمرسيوم يا ايريديم - 192 بايد ماده اكتيو شده اوليه را از خارج كشور وارد كرد. چون تهيه آنها احتياج به راكتوري با فلاكس بالاتر دارد. به گفته قهرماني، تهيه اين مواد اوليه گاهي با مشكلاتي از جمله تحريم ها و گران فروشي ها مواجه شده است.
راديوايزوتوپ هايي كه كاربردصنعتي دارند نيز همچون راديوايزوتوپ هايي كه كاربرد پزشكي دارندگاهي مشمول ملاحظات سياسي -اقتصادي مي شوند. درحالي كه محروم كردن كشورها از موادوامكاناتي كه به طور مستقيم يا غير مستقيم با جان انسان ها و محيط زيست آنها ارتباط دارد مي تواند ضررهاي جبران ناپذيري در پي داشته باشد.
راديو ايزوتوپ هايي كه كاربرد صنعتي دارند نيز گاهي مشمول ملاحظات سياسي - اقتصادي مي شوند. در حالي كه محروم كردن كشورها از اين مواد و امكانات مي تواند ضررهاي جبران ناپذيري در پي داشته باشد. اين يك واقعيت است : 98 درصد كاربرد انرژي هسته اي، صلح آميز و تنها 2 درصد آن نظامي است. در اين ميان، كاربرد راديوايزوتوپ ها در صنايع يكي از موارد مهم و اساسي استفاده صلح جويانه از انرژي اتمي در جهان و ايران به شمار مي رود.
حدود 40 سال است كه صنايع ايران از سيستم هاي راديوايزوتوپي استفاده مي كنند. در حال حاضر چشمه هاي راديواكتيو و سيستم هاي هسته اي در بيش از 600 كارخانه مهم ايران از جمله كارخانجات سيمان، نساجي، قند، نفت، پتروشيمي، ذغال سنگ، لاستيك سازي، مجتمع فولاد، ذوب آهن، غني سازي مس، شيميايي و پلاستيك سازي، لوله سازي، ريسندگي و معادن براي اندازه گيري و كنترل مورد استفاده قرار مي گيرند.
انعطاف پذيري، دقت عمل و صرفه اقتصادي اين گونه سيستم ها سبب توسعه سريع كاربرد آنها در صنايع شده است. آنچه مسلم است عدم كنترل و اندازه گيري دقيق در صنايع است كه نه تنها به محصولات صنعتي و كارخانجات صدمه وارد مي كند، بلكه در مواردي از جمله جوش هاي صنعتي، مي تواند به فجايعي انساني منجر گردد.
پس از كشف راديواكتيويته توسط مادام كوري در سال 1898، براي نخستين بار در سال 1901 از چشمه راديوايزوتوپ طبيعي راديوم براي راديوگرافي در پزشكي استفاده شد. سپس از سال 1946 به بعد راديوايزوتوپ ها در سطح وسيعي و تقريباً در تمام رشته هاي صنعتي، پزشكي، كشاورزي و علوم براي اندازه گيري و كنترل مورد استفاده قرار گرفتند. به طوري كه در اكثر مراكز هسته اي كه داراي راكتور و دستگاه هاي مختلف شتاب دهنده هستند، تهيه و توليد اين مواد حتي تا سطح تجارتي مورد توجه قرار گرفته است.
امروزه صنايع بزرگ و كوچك در كشورهاي پيشرفته در مقياس زيادي از سيستم هاي راديوايزوتوپي براي اندازه گيري و كنترل استفاده مي كنند. گسترش روزافزون موارد استعمال راديوايزوتوپ ها در رشته هاي مختلف علوم و صنعت، پژوهشگران را بر آن داشته است تا روز به روز در تهيه، توليد و كاربرد راديوايزوتوپ ها روش هاي عملي تر و دقيق تري را جستجو كنند. به طوري كه اكنون بسياري از كشورها مشغول تحقيق و بررسي در مورد استفاده بيشتر و كارايي بهتر راديو ايزوتوپ ها هستند.
صنايع زير سايه راديو ايزوتوپ ها
سيستم هاي راديوايزوتوپي كه در كارخانجات مورد استفاده قرار مي گيرند از يك چشمه راديواكتيو حفاظت شده، يك دتكتور يا آشكارساز و قسمت هاي الكترونيكي تشكيل شده اند.
مهم ترين كاربردهاي اين سيستم ها در كارخانجات، به گفته دكتر حسن رحيمي، سرپرست گروه كاربرد راديو ايزوتوپ ها در صنايع سازمان انرژي اتمي ايران، عبارت است از: كنترل سطح مايعات در قوطي هاي در بسته و يا ظروفي كه داخل آنها را نمي توان ديد، كنترل سطح مايعات در تانكرهاي بزرگ مخازن نفت، آب، موادشيميايي و...، كنترل سطح مواد جامد مانند خاك، پودر سنگ، سيمان و... در داخل بونكرهاي كارخانجات سيمان و يا واحدهاي صنعتي مشابه، كنترل سطح مواد مذاب در داخل كوره ها، كارخانجات شيشه سازي، ذوب آهن و...، اندازه گيري و كنترل غلظت تركيبات آلي، محلول هاي اسيدي و قليايي، اندازه گيري دانسيته گازها و مايعات در خطوط لوله، تشخيص نوع تركيبات نفتي در لوله هاي حامل اين مواد، تعيين ضخامت پلاستيك، كاغذ، ورقه هاي فلزي و شيشه به طور اتوماتيك در خط توليد.
اما بايد راديوگرافي صنعتي را نيز به اين فهرست اضافه كرد. راديوگرافي صنعتي با استفاده از راديو ايزوتوپ ها انجام مي شود و مي تواند عيب ها و نقايص جوش هاي صنعتي را در تمامي موارد مشخص كند.
مهندس كورش عادل، سرپرست بازرسي فني شركت كاوشيار (وابسته به سازمان انرژي اتمي ) در همين مورد مي گويد: هر جا جوش و آهن باشد، ما حضور داريم ؛ در كشتي، خودرو، ساختمان و.... حتي شهرداري در پي آن است كه ساختمان هاي در دست احداث، به خصوص ساختمان هاي بلند مرتبه، حتماً راديوگرافي شوند.
مهندس عادل با گشت و گذاري در خاطرات خود مي گويد: يادم مي آيد خودرويي در ايران ساخته مي شد كه پس از تحويل به مشتري، بعد از مدتي چرخ هاي آن جدا مي شد. از ما خواسته شد تا جوش هاي صورت گرفته در اين خودرو را راديوگرافي كنيم. اولين بار كه اين آزمايش انجام شد، مشاهده كرديم كه تمام جوش ها عيب و ايراد دارد. اين عيب ها برطرف شد و شما شاهد هستيد كه خودروهايي كه الآن ساخته مي شود از لحاظ كيفيت، وضعيت به مراتب بهتري نسبت به 10 سال پيش دارند.
وي يكي ديگر از موارد استعمال راديوگرافي صنعتي با استفاده از راديوايزوتوپ ها را در صنايع هواپيمايي ذكر مي كند. به گفته مهندس عادل، پس از انجام چند ساعت پرواز مشخص توسط هر هواپيما داخل موتور، بدنه و بال آن راديوگرافي و كنترل مي شود. اين كار براي حفظ ايمني پرواز ضروري است.
اين جنبه از كاربرد راديوايزوتوپ ها واقعاً حياتي است. اما به جز راديوگرافي صنعتي، سيستم هاي كنترل هسته اي نيز در صنايع كاربرد فراواني دارد. البته مشتري اين سيستم ها پالايشگاه ها، صنايع پتروشيمي، قند، سيمان، ذوب آهن و به طور كلي صنايعي هستند كه در فرآيند كار، ماده اوليه وارد يك مخزن، راكتور يا... مي شود.
مهندس عبدالرضا قهرماني، سرپرست گروه راديو ايزوتوپ هاي صنعتي، در اين مورد مي گويد: سيستم هاي هسته اي كه بيشتر در صنايع مورد استفاده قرار مي گيرند شامل سطح سنج ها، ضخامت سنج ها، دانسيته سنج ها، رطوبت سنج ها و... هستند.
هم اكنون مركز تحقيقات سازمان انرژي اتمي ايران با همكاري آژانس بين المللي انرژي اتمي و شركت Polon لهستان درصدد طراحي سيستم هسته اي ضخامت سنجي از نوع ثابت و متحرك براي صنايع شيشه سازي و سيستم دانسيته سنجي براي تعيين دانسيته مواد نفتي در درون خط لوله است.
مزاياي سيستم هاي راديوايزوتوپي
گرچه سيستم هاي راديوايزوتوپي به علت مزاياي خاصي كه دارند توانسته اند به سرعت جايگزين سيستم هاي الكترونيكي يا مكانيكي مشابه شوند، اما اين سيستم ها تنها روش اندازه گيري و كنترل در صنايع نيستند.
يكي از روش هاي متداول، استفاده از سيستم آلتراسونيك است. مهندس عادل با تشبيه كار اين سيستم به دستگاه سونوگرافي مي گويد: با استفاده از دستگاه آلتراسونيك موجي به داخل قطعه فرستاده و موج برگشتي روي دستگاه ثبت مي شود. از روي نقطه تضعيف موج متوجه مكان عيب مي شوند. به اين صورت كه بلندتر شدن موج نشانه وجود ترك و كوتاه تر شدن آن دليل وجود مواد زايد يا گرفتگي مسير است.
روش هاي استفاده از مواد نافذ، آزمايش مغناطيسي با استفاده از براده هاي آهن و جريان هاي گردابي، كه مانند گيت هاي فرودگاه عمل مي كند، در كنترل هاي صنعتي كابرد داشته و در بعضي موارد هنوز هم كاربرد دارد. اما چرا استفاده از راديو ايزوتوپ ها و چشمه هاي صنعتي اقبال بيشتري دارد؟
مهندس عادل مي گويد: هر كدام از روش ها در كنار ارجحيت خاص خود، ضعف هايي نيز دارند. مثلاً در روش مغناطيسي فقط تا عمق 2 تا 3 ميليمتري روي سطح را مي توان عيب يابي كرد. در روش مواد نافذ هم فقط عيب هايي قابل شناسايي هستند كه به سطح راه داشته باشند. روش آلتراسونيك روش خوبي است، اما در ضخامت هاي كمتر از ميليمتر جواب نمي دهد.
روش استفاده از راديوايزوتوپ ها بهترين روش براي پيداكردن عيوب يا سنجش در صنايع به شمار مي رود. يكي از مزاياي آن وجود فيلم حاصل از اين روش عنوان مي شود كه مي تواند به صورت يك مدرك در پرونده كاري بماند و امكان اخذ نظرات مختلف را در زمان هاي ديگر فراهم كند.
سرپرست گروه كاربرد راديوايزوتوپ ها در صنايع، مهم ترين مزاياي سيستم هاي راديوايزوتوپي را اين گونه برمي شمارد: اندازه گيري ها بدون تماس با ماده انجام مي شود، بنابراين هيچ گونه تغييري در ماده مورد نظر در خط توليد ايجاد نمي شود. همچنين به وسيله سيستم هاي راديوايزوتوپي مي توان اندازه گيري هاي موردنظر را در ظروف سربسته و در داخل لوله هايي كه تحت فشار و يا حاوي مواد سمي و خطرناك هستند، بدون تماس با آنها انجام داد. در اين روش، اندازه گيري مستقل از فشار، درجه حرارت، تركيب شيميايي و يا مشخصات فيزيكي جسم موردنظر است و در هنگام اندازه گيري ضخامت يا دانسيته مواد، نياز به قطع خط توليد نيست.
اين مزايا به اضافه پايين تر بودن مخارج و هزينه نگهداري چنين سيستم هايي سبب شده است كه كاربرد راديوايزوتوپ ها نه تنها در صنايع بلكه در ساير رشته ها نيز به سرعت رشد پيدا كند.
يك كاربرد حياتي و اقتصادي
يكي از كاربردهاي مهم راديوايزوتوپ ها در صنعت، نشت يابي در خطوط لوله هاي انتقال نفت است. اين كار نه تنها از لحاظ مسائل اقتصادي مهم است، بلكه نشت نفت با آلوده كردن منطقه مي تواند مشكلات زيست محيطي را سبب شود.
تكنيك كاربرد ردياب هاي راديواكتيو، كه با استفاده از برم - 82 انجام مي شود، براي اولين مرتبه در ايران در سال 1376 اجرا شده است. البته آژانس بين المللي انرژي اتمي و انستيتوي ايزوتوپ لهستان در انجام اين امر با سازمان انرژي اتمي ايران همكاري كرده اند.
دكتر حسن رحيمي در مورد نحوه كار مي گويد: با استفاده از يك سيستم PIG و همچنين كاربرد برم - 82 به عنوان ردياب مي توان با دقت بسيار بالايي (نيم ليتر نشت در يك ساعت ) لوله هاي انتقال نفت را كه تا چندين متر در زيرزمين نهاده شده اند، مورد نشت يابي دقيق قرار داد. در اين روش چون دستگاه هاي ما به منبع راديواكتيو پاسخ مي دهند، ما قبل از آزمايش منطقه را به طور دقيق بررسي مي كنيم تا مطمئن شويم هيچ منبع راديواكتيوي در منطقه نيست. سپس برم - 82 را به داخل لوله تزريق مي كنيم. در آزمايش مجدد، هر جا كه اين ماده توسط دتكتورها شناسايي شود، همان جا محل نشت نفت است.
اما آيا اين ماده راديواكتيو روي نفت داخل لوله تأثير نمي گذارد؟ سرپرست گروه كاربرد راديوايزوتوپ ها در صنايع با قاطعيت پاسخ مي دهد كه نه ! ما از برم - 82 استفاده مي كنيم كه نيمه عمر آن فقط 36 ساعت است. اگر چهار تا 36 ساعت از زمان تزريق برم بگذرد، ديگر راديواكتيويته اي باقي نمي ماند. بنابراين ما با هماهنگي هايي كه با شركت نفت انجام مي دهيم، نفت براي سپري شدن مدت زمان لازم در تانكرها باقي مي ماند. ضمن اينكه تمام اين مسائل از طريق واحد امور حفاظت و فيزيك بهداشت مركز كنترل مي شود و زماني كه اكتيويته به حالت طبيعي رسيد، نفت مورد استفاده قرار مي گيرد.
البته نشت يابي در خطوط انتقال نفت با روش هاي مختلف انجام مي شود. به جز روش راديوتريسر (استفاده از برم - 82) روش آلتراسونيك نيز در دنيا مرسوم است. يكي از دلايل ارجعيت روش راديوتريسر دقت بسيار بالاي آن است. با توجه به فشار (Psi) 800-700 نفت در خطوط انتقال، قطعاً تشخيص نشت نيم ليتر تا 6 ليتر در ساعت، اختلاف بسيار مهمي است. وقتي موضوع نشت ماده اي است كه هم از لحاظ ارزش مالي مهم است و هم از لحاظ آلودگي محيط زيست، بايد روش حساس تر و دقيق تري را به كار ببريم.
البته انتخاب روش راديوتريسر در ايران دليل ديگري نيز داشته است. دكتر رحيمي مي گويد: شركت ملي نفت در ابتدا هزينه كرد و روش آلتراسونيك را در ايران اجرائي كرد. اما موفق نشد. زيرا خطوط لوله نفت ما كه حدود 50-40 سال پيش طراحي شده اند، از مسيرهايي عبور مي كنند كه نمي توان از روش آلتراسونيك براي نشت يابي آنها استفاده كرد. خط لوله سلفچگان اراك به تهران را در نظر بگيريد. اين خط لوله 146 كيلومتر است. در بعضي قسمت ها اين خط لوله از زير جاده رد شده است يا در بعضي جاها در مسير عبور هواپيما قرار دارد. روش آلتراسونيك به امواج صوتي حساس است و تمام ارتعاشات گرفته مي شود. بنابراين احتمال خطا بالا مي رود. به همين سبب است كه اين روش در ايران موفقيت آميز نبوده است.
شركت ملي نفت ايران چند سال پيش اعلام كرد كه حدود 13000 كيلومتر خط لوله انتقال نفت با قطرهاي 8، 10، 14، 16، 18، 24، 26، 30 اينچ در كشور وجود دارد كه عمر كاركرد بعضي از آنها بيش از 30 سال است. با گذشت زمان و اثر عوامل محيطي در قسمت هايي از اين خطوط لوله، سايش و خوردگي ايجاد شده است، كه باعث نشت نفت در درون زمين و سپس پاره شدن خط لوله و در نتيجه هدر رفتن مقادير زيادي از فرآورده هاي نفتي مي گردد.
با فعاليت هاي صورت گرفته از آن زمان تاكنون حدود 3000 كيلومتر از اين خطوط، كنترل و نشت يابي شده است. به گفته سرپرست گروه كاربرد راديوايزوتوپ ها در صنايع محدوديت ها و معذوريت هاي شركت ملي نفت سبب كندي كار بوده است. دكتر رحيمي مي گويد: تكنيك ما به گونه اي است كه نشت يابي بايد در خطوط حامل نفت سفيد يا گازوئيل صورت بگيرد. در حالي كه شركت ملي نفت تمام مواد نفتي از جمله بنزين، نفت سفيد، گازوئيل و... را از طريق يك خط لوله مي فرستد.
به جز نشت يابي در خطوط لوله هاي انتقال نفت، بخش راديوايزوتوپ مركز تحقيقات هسته اي، طرح ساخت انواع لامپ هاي نوراني (بتالايت )، طراحي سيستم راديوايزوتوپي ميزان تعيين خاكستر (Ash) در زغال سنگ در صنايع ايران، كاربرد ردياب ها در صنايع شيشه سازي براي بررسي كوره مذاب، طراحي و ساخت چشمه هاي Am-241 براي كاربرد در دتكتورهاي دودي و سيستم هاي شناسايي گازهاي سمي و طرح سيستم هسته اي ضخامت سنج از نوع اسكنر براي كنترل خط توليد محصولات را در دست اقدام دارد.
حرف آخر
بيشتر صنايع و كارخانجات ايران از سيستم هاي هسته اي بهره مند هستند. اكثر اين سيستم ها به علت اشكالاتي كه در قسمت هاي الكترونيكي، دتكتور و يا چشمه راديواكتيو آنها به وجود مي آيد، نياز به تعمير و بازسازي دارند. بيشترين نوع چشمه مورد استفاده در اين سيستم چشمه كبالت - 60، سزيوم - 137 و ايريديم - 192 است.
به گفته دكتر رحيمي كبالت - 60، كه بيشترين مقدار مصرف را در صنايع دارد، به مقدار مورد نياز در راكتور مركز تحقيقات توليد مي شود. البته نيمه عمر كوتاه اين ماده نيز واردات آن را منتفي مي كند. وي توانايي توليد اين چشمه ها را تا حدي مي داند كه مي گويد: پتروشيمي رازي چشمه اي به طول 5/3 متر نياز داشت. به هر جا در دنيا سفارش دادند، اين چشمه را به آنها ندادند و گفتند بايد كل سيستم را عوض كنيد. اما ما اين چشمه را براي آنها طراحي كرديم و ساختيم.
در عين حال براي توليد چشمه هاي آمرسيوم يا ايريديم - 192 بايد ماده اكتيو شده اوليه را از خارج كشور وارد كرد. چون تهيه آنها احتياج به راكتوري با فلاكس بالاتر دارد. به گفته قهرماني، تهيه اين مواد اوليه گاهي با مشكلاتي از جمله تحريم ها و گران فروشي ها مواجه شده است.
راديوايزوتوپ هايي كه كاربردصنعتي دارند نيز همچون راديوايزوتوپ هايي كه كاربرد پزشكي دارندگاهي مشمول ملاحظات سياسي -اقتصادي مي شوند. درحالي كه محروم كردن كشورها از موادوامكاناتي كه به طور مستقيم يا غير مستقيم با جان انسان ها و محيط زيست آنها ارتباط دارد مي تواند ضررهاي جبران ناپذيري در پي داشته باشد.
گزارش خطا
ارسال به دوستان
نسخه چاپی
ذخیره عضویت در خبرنامه 
پربحث ترین عناوین
پرطرفدار ترین عناوین
لینک های مفید