فناوری تازه چین برای مهار آلودگی هسته‌ای

دانشمندان چینی فناوری کنترل آب‌وهوا برپایه سامانه‌های هوابرد و راکت‌پایه را برای مهار کردن آلودگی هسته‌ای ناشی از بمب‌های کثیف آزمایش کردند.

به گزارش سرویس علمی تک‌ناک، بمب کثیف، بر خلاف بمب اتمی، واکنش زنجیره‌ای هسته‌ای ایجاد نمی‌کند، اما با ترکیب مواد منفجره معمولی با مواد رادیواکتیو مانند پلوتونیوم یا سزیم، می‌تواند مقادیر زیادی غبار و دود سمی را در منطقه‌ای وسیع پخش کند. در نتیجه، حتی بدون انفجار هسته‌ای، مناطقی که در معرض این آلودگی قرار می‌گیرند تا مدت‌ها غیرقابل سکونت خواهند بود.

هدف از آزمایش جدید دانشمندان چینی این بود که آیا می‌توان با استفاده از فناوری‌های نوین هوابرد و کنترل آب‌وهوا، آلودگی ناشی از چنین انفجارهایی را پیش از گسترش در جو کاهش داد یا خیر.

پژوهشگران این مطالعه از دو نهاد نظامی چین، یعنی دانشگاه مهندسی نیروی پشتیبانی لجستیکی مشترک و مؤسسه تحقیقاتی Rocket Force بودند. آنها در یک آزمایش میدانی، شرایط انفجار یک بمب کثیف را شبیه‌سازی کردند تا ببینند فناوری جدید آنها در عمل چگونه کار می‌کند.

در این شبیه‌سازی، ۶۲ کیلوگرم ماده منفجره TNT همراه با یک کیلوگرم پلوتونیوم با درجه تسلیحاتی استفاده شد. این ترکیب به گونه‌ای طراحی شده بود که بتواند شرایط واقعی یک حمله احتمالی را بازسازی کند. انفجار در یک شب آرام و ابری با وزش باد کمتر از دو متر بر ثانیه انجام شد تا تأثیر باد بر گسترش آلودگی به حداقل برسد. دمای هوا حدود ۲۵ درجه سلسیوس بود، که شرایطی معمول برای یک منطقه شهری محسوب می‌شود.

بیشتر بخوانید: راهنمای کامل آمادگی و محافظت در برابر تشعشعات هسته ای

پژوهشگران انفجار را روی سطح بتنی اجرا کردند تا محیط شهری شبیه‌سازی شود، چرا که در دنیای واقعی، احتمال استفاده از چنین سلاحی در شهرها بیشتر است. این آزمایش بخشی از طرحی بزرگ‌تر بود که هدف آن بررسی نقش فناوری کنترل آب‌وهوا در مقابله با آلودگی‌های ناشی از حوادث رادیواکتیو است.

فناوری مورد آزمایش، بر پایه سامانه‌ای هوابرد طراحی شده است. این سامانه می‌تواند بلافاصله پس از انفجار، مواد ویژه‌ای را در هوا پخش کند که با ذرات رادیواکتیو ترکیب می‌شوند و باعث ته‌نشین شدن سریع‌تر آنها می‌شوند. در نتیجه، آلودگی به‌جای گسترش در جو، در محدوده‌ای کوچک‌تر باقی می‌ماند.

«لین یوآنیه» کارشناس فوریت‌های هسته‌ای که رهبری این پروژه را بر عهده داشت، بیان کرد: «هدف ما این است که از فناوری‌های هوایی برای کاهش سرعت و مهار گسترش آلودگی هسته‌ای استفاده کنیم. اگر بتوانیم ذرات آلوده را وادار به ته‌نشینی سریع کنیم، میزان آلودگی به‌طور چشمگیری کاهش می‌یابد و جان انسان‌های زیادی نجات پیدا می‌کند.»

در این فناوری، راکت‌ها یا پهپادهای مجهز به مواد جاذب، ظرف دو دقیقه پس از انفجار به آسمان فرستاده می‌شوند. این مواد از طریق پدیده‌ای به نام جذب و انعقاد به ذرات رادیواکتیو می‌چسبند و آنها را سنگین‌تر می‌کنند تا سریع‌تر به زمین بازگردند.

بیشتر بخوانید: چرا انیشتین کمکی به ساخت اولین بمب هسته ای نکرد؟

به گفته این تیم تحقیقاتی، اگر این عملیات در کمتر از دو دقیقه پس از انفجار انجام شود، می‌توان بیش از نیمی از ذرات آلوده را مهار کرد. در صورتی که راندمان سیستم به ۹۰ درصد برسد، تقریباً تمام مناطق پرخطر از بین خواهند رفت.

پژوهشگران برای بررسی کارایی فناوری جدید، نتایج آزمایش میدانی را با مدل‌های دقیق رایانه‌ای ترکیب کردند. این مدل‌ها به آنها اجازه داد که مسیر حرکت ذرات رادیواکتیو و تأثیر شرایط آب‌وهوا را با دقت بالا پیش‌بینی کنند.

نتایج نشان دادند که در صورت انفجار یک بمب کثیف بدون هیچ مداخله‌ای، منطقه‌ای به وسعت حدود ۳.۸ مایل مربع آلوده خواهد شد. در چنین وضعیتی ده‌ها هزار نفر در معرض خطر قرار می‌گیرند و منطقه برای هفته‌ها یا حتی ماه‌ها غیرقابل سکونت می‌شود.

همچنین محققان سه منطقه‌ اصلی در اطراف محل انفجار را شناسایی کردند:

• منطقه مرگبار: با سطح تابش بیش از ۱ زیورت (حدود ۱۰۰ رم) که می‌تواند برای انسان مرگبار باشد.
• منطقه خطر: با تابش بین ۵۰ تا ۱۰۰ رم که باعث بیماری‌های جدی ناشی از پرتو می‌شود.
• منطقه مداخله: که در آن میزان تابش پایین‌تر است اما نیاز به تخلیه و پاک‌سازی فوری دارد.

زمانی که سامانه هوایی سرکوب آلودگی فعال می‌شود، اندازه مناطق خطر به‌صورت قابل توجهی کاهش می‌یابد. پژوهشگران عنوان کردند که در آزمایش‌های شبیه‌سازی‌شده، کارایی این فناوری در مهار آلودگی بالای ۵۰ درصد بوده و در برخی شرایط به ۹۰ درصد نیز رسیده است.

روش مورد استفاده دانشمندان چینی، از فناوری بارورسازی ابرها الهام گرفته است؛ همان فرایندی که در بسیاری از کشورها برای کنترل بارش یا مه‌زدایی به کار می‌رود. در این روش، راکت‌ها یا هواپیماها مواد شیمیایی خاصی را در آسمان آزاد می‌کنند تا ابرها را تحریک به بارش کنند.

در نسخه نظامی این فناوری، راکت‌ها موادی را آزاد می‌کنند که به ذرات آلوده می‌چسبند. این ذرات با تشکیل توده‌های سنگین‌تر، سریع‌تر به زمین برمی‌گردند و از گسترش ابر رادیواکتیو جلوگیری می‌شود.

دانشمندان تأکید دارند که اجرای موفق چنین طرحی برای مهار آلودگی هسته‌ای نیازمند سامانه‌های هشدار سریع و شبکه‌ای دقیق برای شناسایی فوری نوع و محل انفجار است. هرچقدر تأخیر در پرتاب راکت‌ها بیشتر شود، احتمال گسترش آلودگی در جو نیز بالاتر می‌رود.

پژوهش جدید چین درواقع بخشی از تلاش جهانی برای توسعه فناوری‌های مقابله با تهدیدات رادیولوژیکی است. در سال‌های اخیر بسیاری از کشورها هشدار داده‌اند که بمب‌های کثیف می‌توانند به ابزار اصلی حملات تروریستی در آینده تبدیل شوند، چرا که ساخت آنها بسیار آسان‌تر از بمب‌های هسته‌ای است و در عین حال می‌توانند خسارات سنگینی به سلامت انسان و محیط‌ زیست وارد کنند.

بیشتر بخوانید: آمریکا جدیدترین سامانه ردیابی انفجارهای هسته‌ای را به فضا پرتاب کرد

به همین دلیل، توسعه فناوری‌هایی که بتوانند در لحظات اولیه پس از انفجار وارد عمل شوند، از اهمیت زیادی برخوردار است. چین با این پژوهش نشان داده است که قصد دارد در حوزه مدیریت بحران‌های هسته‌ای به خودکفایی برسد.

به گفته «لین یوآنیه»، سامانه‌های جدید اگر در قالب شبکه‌ای هوشمند به‌کار گرفته شوند، می‌توانند در هر نقطه‌ای که تهدید هسته‌ای یا رادیولوژیکی وجود دارد، در کوتاه‌ترین زمان ممکن وارد عمل شوند. او گفت: «در آینده، نیروهای امداد و دفاع غیرنظامی باید به سامانه‌هایی مجهز شوند که نه‌تنها بتوانند حادثه را شناسایی کنند، بلکه به سرعت اقدام به مهار آلودگی کنند. این همان چیزی است که در این پروژه دنبال کرده‌ایم.»

این تحقیق نه‌تنها از دید نظامی اهمیت دارد، بلکه برای حوزه علم محیط‌ زیست نیز حائز ارزش است. در واقع فناوری مورد استفاده می‌تواند در آینده برای مقابله با نشت‌های هسته‌ای ناشی از سوانح نیروگاه‌ها نیز به کار رود.

در صورت وقوع حوادثی مشابه فاجعه چرنوبیل یا فوکوشیما، چنین سامانه‌هایی می‌توانند در کاهش و مهار میزان آلودگی هسته‌ای نقش اساسی داشته باشند. به همین دلیل، کارشناسان محیط‌ زیست این دستاورد را گامی مهم در جهت ایمن‌سازی محیط‌های شهری می‌دانند.

برخی تحلیلگران نیز این پژوهش را نشانه‌ای از رقابت فزاینده کشورها در زمینه فناوری‌های دفاعی نوین تفسیر کرده‌اند. توسعه این نوع سیستم‌ها، چین را در صف پیشرفته‌ترین کشورها در زمینه مقابله با تهدیدات رادیولوژیکی قرار می‌دهد.

نوشته فناوری تازه چین برای مهار آلودگی هسته‌ای اولین بار در Technoc. پدیدار شد.