نفتی ها /به اعتقاد کارشناسان، انرژی هسته‌ای نه تنها منبعی پایدار و پاک برای تولید برق است، بلکه موتور محرک توسعه ماشین‌سازی، الکترونیک و فناوری‌های نوین محسوب می‌شود. از این رو، جهان به سمت توسعه نیروگاه‌های کوچک و ماژولار هسته‌ای (SMR) در حرکت است؛ چراکه این نوع نیروگاه‌ها با قابلیت تولید انرژی پایدار، انعطاف‌پذیری بالا و کاهش هزینه‌های عملیاتی، به‌عنوان زیرساختی حیاتی برای پشتیبانی از نیازهای فزاینده فناوری‌های پیشرفته از جمله هوش مصنوعی و محاسبات ابری مطرح می‌شوند. این روند نویدبخش تحولی بزرگ در صنایع مختلف است که با تأمین انرژی مطمئن، امکان توسعه سریع‌تر و پایدارتر فناوری‌های آینده را فراهم می‌کند.
سید حجت قدیری اصلی، کارشناس حوزه انرژی و پژوهشگر اندیشکده اقتصاد دانش‌بنیان در گفت‌وگو با ایسنا، با اشاره به اهمیت صنعت هسته‌ای در توسعه فناوری‌های کشور اظهار کرد: وقتی در خصوص موضوع فناوری انرژی هسته‌ای صحبت می‌کنیم، تنها درباره رآکتور این صنعت حرف نمی‌زنیم؛ چرا که این حوزه مرتبط با صنعت کاپس(راهبردی) است؛ صنعتی که علاوه بر مزایای بسیار برای کشور می‌تواند به عنوان راهبر سایر صنایع عمل کند.
وی ادامه داد: فرض کنید اگر بخواهیم رآکتور هسته‌ای بسازیم، نیاز به الکترونیک و ماشین‌سازی بسیار قوی برای پاس کردن الزامات ایمنی و عملکردی آن داریم. به ویژه در حوزه الکترونیک، سیستم‌های کنترل و الکترونیک نیروگاه هسته‌ای باید به‌گونه‌ای طراحی شوند که استانداردهای مقاومت در برابر تشعشعات را دارا باشند. حال سیستم کنترل و ابزار دقیق پیشرفته و پیچیده‌ای را تصور کنید که توانایی کنترل قلب رآکتور هسته‌ای (از پیچیده‌ترین سامانه‌های ساخته بشری) را دارد و در برابر تشعشات و بسیاری از حوادث مقاوم است. از این رو اگر کشوری که به این دانش فنی دست یابد، در واقع در حوزه الکترونیک پیشرفت کرده و می‌تواند از این توانمندی در سایر صنایع بهره ببرد.
قدیری با اشاره به ظرفیت ماشین‌سازی در صنعت هسته‌ای، توضیح داد: رآکتورهای هسته‌ای به محفظه‌های بزرگ و پیچیده و خطوط لوله با استانداردهای بالا نیاز دارند. بنابراین، ماشین‌سازی که بتواند این محفظه‌ها و سیستم‌های پیچیده را تولید کند، باید در سطح بسیار بالایی توسعه یافته باشد. این نشان می‌دهد که صنعت هسته‌ای نه تنها بازاری بزرگ و فناورانه برای صنایع ماشین‌سازی کشور فراهم می‌کند، بلکه سطح دانش فنی آنها را نیز به طور چشم‌گیری ارتقاء می‌دهد و با تولید برق پایدار و ارزان مهلت رشد و توسعه برای تمام صنایع کشور فراهم می‌کند.
این کارشناس حوزه انرژی خاطرنشان کرد: در دنیای مهندسی هسته‌ای، گرایشی به نام «مهندسی کاربرد پرتوها» وجود دارد. در این گرایش، از پرتوهای راکتورهای تحقیقاتی و یا پرتوهای هسته‌ای Xray و شتاب‌دهنده‌ها برای اهدافی مانند ارتقاء دانش پرتوشناسی هسته‌ای و اصلاح نژاد دانه‌ها و عقیم‌سازی برخی حشرات با هدف دفع آفات استفاده می‌شود. همچنین در حوزه‌هایی مانند بازرسی فرودگاهی و تجهیزات پزشکی نظیر پرتودرمانی، این فناوری نقشی کلیدی دارد.
وی با تاکید بر اینکه بدون مطالعات دقیق مهندسی هسته‌ای، بسیاری از این کاربردها امکان‌پذیر نخواهد بود، مهم‌ترین کاربرد انرژی هسته‌ای را تولید انرژی پاک دانست و با اشاره به شرایط کشور در زمینه تأمین انرژی، گفت: به عنوان مثال اگر شهر تهران در گذشته به سمت استفاده از رآکتورهای هسته‌ای و هواخنک حرکت کرده بود، بحران آب تا حدود خوبی مهار شده بود و هرگز معضل آلایندگی در این شهر صنعتی وجود نداشت. انرژی هسته‌ای در این شرایط، گزینه‌ای بسیار پاک و مؤثر به شمار می‌رود؛ چون هیچ کربنی تولید نمی‌کند.
وی ارزان بودن انرژی با کمک فناوری هسته‌ای را از مزایای این فناوری عنوان کرد و ادامه داد: در حال حاضر، ارزان‌ترین برق جهان با قیمت ۲۸ دلار به‌ازای هر مگاوات‌ساعت توسط راکتور هسته‌ای به نام راکتور هسته‌ای «فورسمارک - ۱» سوئد تولید می‌شود. این نشان می‌دهد که صنعت هسته‌ای می‌تواند در همه حوزه‌ها برای ایران اهمیت داشته باشد؛ از تولید انرژی و ایجاد بازار گرفته تا پیشرفت صنایع و توسعه بازارهای فناورانه.
چالش‌های جهانی صنعت هسته‌ای
قدیری درباره تجربیات جهانی در حوزه انرژی هسته‌ای با تأکید بر اینکه تمامی کشورهای پیشرفته به سمت ساخت نیروگاه‌های SMR (Small Modular Reactor راکتورهای ماژولار کوچک) حرکت می‌کنند، گفت: این نیروگاه‌ها، واحدهای کوچک‌مقیاس و ماژولاری هستند که نسل جدید راکتورهای هسته‌ای را تشکیل می‌دهند. اگرچه تعداد این نوع راکتورها در حال حاضر زیاد نیست، اما فناوری آنها با سرعت در حال گسترش است.
وی افزود: مزیت اصلی این نیروگاه‌ها در هزینه سرمایه‌ای (Capex) پایین آنها نهفته است و از سوی دیگر، به دلیل طراحی ماژولار، فرآیند ساخت آنها آسان‌تر، سریع‌تر و با کیفیت تر انجام می‌شود. این نیروگاه‌ها در کارگاه‌های صنعتی با دقت بالا تولید می‌شوند و قابلیت نصب سریع در محل را دارند.
پژوهشگر اندیشکده اقتصاد دانش‌بنیان با اشاره به ویژگی خاص این نیروگاه‌ها گفت: یکی از مزایای مهم راکتورهای ماژولار کوچک، امکان استفاده از سیستم‌های خشکِ هوا-خنک است؛ به این معنا که برخلاف راکتورهای سنتی که برای خنک‌سازی به منابع آبی وابسته‌اند، این نوع راکتورها از هوا برای خنک‌سازی استفاده می‌کنند و به همین دلیل گزینه‌ای مناسب برای مناطق خشک به شمار می‌روند.
قدیری اظهار کرد: از این رو همه کشورها از جمله امریکا، سوئد، آلمان، روسیه و چین و کشورهای اطراف ما مانند عربستان، از این راکتورها بهره می‌برند. عربستان از این راکتورها برای مقاصد آب شیرین‌کن‌های هسته‌ای استفاده می‌کند و مصر نیز قراردادی با کشور روسیه منعقد کرده و امارات چندین راکتور هسته‌ای را راه‌اندازی کرده است. این رویکرد نشان می‌دهد که همه کشورها به سمت تولید برق از انرژی هسته‌ای حرکت کرده‌اند؛ چرا که انرژی هسته‌ای، برق پایدار و ارزان و دائمی را فراهم می‌کند.
پژوهشگر اندیشکده اقتصاد دانش‌بنیان به بیان تفاوت نیروگاه‌های خورشیدی و هسته‌ای در تولید انرژی پرداخت و گفت: نیروگاه‌های خورشیدی بسیار مفید هستند و باید توسعه یابند، اما این نیروگاه‌ها، برق پایدار تولید نمی‌کنند و بیشتر در تأمین برق اوج بار و مصارف اداری و خانگی کاربرد دارند و اساسا طبقه‌بندی نیروگاه‌های خورشیدی با هسته‌ای متفاوت است و قرار دادن این دو روش تولید برق مقایسه درستی نیست.
وی ادامه داد: در مقابل، نیروگاه‌های هسته‌ای توانایی تولید برق پایدار، دائمی و ارزان را دارند. به همین دلیل در شرایط کنونی، به‌ویژه با رشد روزافزون استفاده از هوش مصنوعی و نیاز به برق دائمی برای سرورها و دیتاسنترها، توجه کشورها به سمت انرژی هسته‌ای جلب شده است.
این پژوهشگر خاطرنشان کرد: برای راه‌اندازی دیتابیس‌ها و سرورهای پرقدرت هوش مصنوعی، نیاز به برق دائم، پرتوان و پایدار است؛ و این دقیقاً همان مزیتی است که نیروگاه‌های هسته‌ای فراهم می‌کنند.
قدیری افزود: به همین دلیل، شرکت‌های بزرگی مانند گوگل و مایکروسافت نیز به سمت احیای نیروگاه‌هایی مانند «تری‌مایل آیلند» در آمریکا روی آورده‌اند. حتی اخباری از همکاری‌هایی میان صنایع سنگین رولز رویس با شرکت‌های فناوری و شرکت کانادایی صاحب فناوری رآکتور CANDU برای تولید و توسعه SMRها به گوش می‌رسد.
این کارشناس حوزه انرژی با اشاره به استانداردهای ایمنی در حوزه انرژی هسته‌ای، گفت: هر حادثه هسته‌ای که در دنیا رخ داده، منجر به بازنگری کامل در استانداردهای ایمنی شده است. در حال حاضر، ضریب ایمنی در طراحی نیروگاه‌های هسته‌ای به عدد ۱۰ به توان منفی ۶ رسیده است؛ یعنی احتمال وقوع یک حادثه شدید در نیروگاه، کمتر از یک در یک میلیون است.
وی ادامه داد: علم «مهندسی قابلیت اطمینان» در رشته‌های مهندسی هسته‌ای و مهندسی مکانیک به‌طور خاص، برای پیش‌بینی و پاسخ به تمام سناریوهای احتمالی حوادث توسعه داده شده است. مهندسان این حوزه وظیفه دارند برای هر رخداد بالقوه‌ای در نیروگاه، راه‌حل فنی و اجرایی ارائه دهند.
پژوهشگر اندیشکده اقتصاد دانش‌بنیان با بیان اینکه تاکنون سه حادثه مهم هسته‌ای در جهان رخ داده است که شامل چرنوبیل در اوکراین، تری‌مایل آیلند در آمریکا و فوکوشیما در ژاپن می‌شود، گفت: پس از این حوادث، طراحی‌ها به‌گونه‌ای پیشرفته شده‌اند که راکتورها بدون نیاز به دخالت انسانی، به صورت مکانیکی و خودکار وارد عمل می‌شوند (Passive). در طراحی‌های جدید، حتی اگر برق نیروگاه به‌طور کامل قطع شود، سیستم‌های ایمنی بدون نیاز به منبع خارجی فعال می‌شوند و از وقوع ناپایداری و نشت مواد رادیواکتیو جلوگیری می‌کنند.
این پژوهشگر درباره نیروگاه فوکوشیما نیز گفت: در این نیروگاه، از نوع رآکتور آب‌جوششی (BWR) استفاده شده بود که با فناوری‌های رایج امروز یعنی رآکتورهای آب سبک تحت فشار (PWR) قابل مقایسه نیست. طراحی‌های نسل جدید دارای چند لایه ایمنی هستند که مانع از وقوع حوادث می‌شوند و در صورت بروز مشکل نیز پاسخ فنی مناسبی برای کنترل شرایط حتی حوادث شدید (sever accident) دارند.
ادعای تعطیلی نیروگاه‌های هسته‌ای
پژوهشگر اندیشکده اقتصاد دانش‌بنیان در پاسخ به این سؤال که آیا ادعای تعطیلی گسترده نیروگاه‌های هسته‌ای پس از زلزله ژاپن صحت دارد یا نه، گفت: این ادعا نادرست است و برای مدتی به اشتباه در رسانه‌ها مطرح شد. این واقعه به طور محدود در ژاپن رخ داد. گفته می‌شد که در مقایسه با نیروگاه‌های خورشیدی، نیروگاه‌های هسته‌ای آلایندگی دارند و باید کنار گذاشته شوند؛ اما این نگاه دقیق و علمی نیست.
وی افزود: بسیاری تصور می‌کنند نیروگاه‌های خورشیدی کاملاً پاک هستند، اما این نیروگاه‌ها نیز پس از پایان عمر مفید پنل‌های خورشیدی با معضل دفع زباله‌های صنعتی مواجه می‌شوند. دفع این پنل‌ها که حاوی مواد خطرناک هستند، می‌تواند چالش‌های زیست‌محیطی جدی ایجاد کند.
قدیری با اشاره به پسماندهای نیروگاه‌های هسته‌ای، تصریح کرد: در حوزه چرخه سوخت هسته‌ای، دانشی به نام «پسمانداری هسته‌ای» وجود دارد که به‌طور تخصصی به مدیریت زباله‌های هسته‌ای می‌پردازد. این زباله‌ها شامل موادی هستند که نیروگاه دیگر نیازی به آنها ندارد؛ از سوخت‌های مصرف‌شده گرفته تا بخار و آب پسماند نیروگاه.
وی ادامه داد: مدیریت این پسماندها بر اساس استانداردهای بسیار سخت‌گیرانه انجام می‌شود. برخلاف تصور عمومی، این فرآیند نه‌تنها علمی و دقیق است، بلکه از منظر ایمنی نیز به‌شدت تحت کنترل قرار دارد.
قدیری خاطرنشان کرد: در مقطعی برخی کشورها، از جمله ژاپن با هدف کاهش هزینه‌های پسمانداری، اقدام به رهاسازی زباله‌های هسته‌ای در اقیانوس کردند که با واکنش‌های شدید جهانی مواجه شد. این امر باعث شد برخی تصور کنند که پسمانداری نیروگاه‌های هسته‌ای بسیار هزینه‌بر و پرخطر هستند، در حالی که با فناوری پیشرفته کنونی، این چالش‌ها قابل مدیریت و کنترل هستند.
وی افزود: تشعشعاتی که انسان‌ها روزانه از نور خورشید دریافت می‌کنند یا حتی از برخی سنگ‌ها مانند سنگ گرانیت منتشر می‌شود، نشان می‌دهد که موضوع تشعشع بخشی از طبیعت است. مهم آن است که دانش حفاظت در برابر پرتو و مدیریت پسماند به‌درستی به کار گرفته شود.
پژوهشگر اندیشکده اقتصاد دانش‌بنیان با تاکید بر اینکه «حفاظت در برابر اشعه» و «پسمانداری هسته‌ای» دو شاخه علمی پیشرفته هستند، گفت: اینکه گفته می‌شود زباله‌های هسته‌ای بسیار خطرناک هستند و نمی‌توان آنها را مهار کرد، ادعای نادرستی است. این زباله‌ها با استانداردهای بالا قابل دفن، نگهداری و بی‌خطرسازی هستند.
وی در بخش دیگری از سخنان خود درباره روند توسعه نیروگاه‌های هسته‌ای در ایران، گفت: اگر کسی به پروژه‌های هسته‌ای کشور توجه کند، درخواهد یافت که ایران توانسته به مرزهای دانش در این حوزه نزدیک شود. آژانس بین‌المللی انرژی اتمی نیز روند پیشرفت ایران را رصد می‌کند.
قدیری با اشاره به تجربه موفق کشور کره جنوبی، توضیح داد: کره در مسیر تبدیل شدن به یک کشور نیروگاه‌ساز، ابتدا قراردادی با آمریکا بست که طی آن ۶ رآکتور به‌طور پیوسته در خاک این کشور احداث شد. در هر مرحله، بخشی از فناوری به کره منتقل شد و نهایتاً این کشور توانست دانش بومی طراحی و ساخت نیروگاه را به‌دست آورد.
این پژوهشگر تاکید کرد: کره‌جنوبی با پیروی از یک مسیر استاندارد انتقال فناوری، نه‌تنها به دانش کامل دست یافت، بلکه اکنون به یکی از صادرکنندگان این فناوری در جهان تبدیل شده است. ایران نیز می‌تواند با الگوبرداری از این الگو، گام‌های مؤثری در توسعه صنعت هسته‌ای بردارد.
ایران در مسیر تبدیل‌شدن به یک کشور نیروگاه‌ساز هسته‌ای
پژوهشگر اندیشکده اقتصاد دانش‌بنیان با اشاره به وضعیت ساخت نیروگاه‌های هسته‌ای در کشور، گفت: در حال حاضر ایران سه نیروگاه هسته‌ای در دست ساخت دارد. فاز نخست نیروگاه بوشهر به بهره‌برداری رسیده و عملیات ساخت فازهای دوم و سوم در جریان است. البته ابهاماتی در مورد پیشرفت‌های فاز سوم وجود دارد.
وی افزود: بر اساس ارزیابی‌های کارشناسان و گفت‌وگوهایی که با فعالان این حوزه داشتیم، با اجرای این سه پروژه، ایران توانسته به حدود ۵۰ درصد از توانمندی ساخت نیروگاه هسته‌ای دست پیدا کند. این در حالی است که طبق برآوردهای پیشین، کشور در این مرحله باید حداکثر ۲۰ درصد دانش ساخت را در اختیار داشته باشد.
این محقق حوزه انرژی با بیان اینکه ایران از نقطه صفر شروع نکرده است، اظهار کرد: پیش زمینه‌های علمی و دانشی خوبی در کشور وجود داشته و اکنون در تلاش هستیم تا دانش فنی و تکنولوژیک این حوزه را نیز به‌صورت کامل به دست آوریم و بومی‌سازی کنیم. اگرچه کاستی‌هایی داریم، اما حرکت به سمت مرز فناوری جهانی آغاز شده است.
وی با اشاره به تجربه موفق بومی‌سازی توربین‌های گازی در کشور، گفت: مشابه همان فرآیند در حوزه نیروگاه هسته‌ای نیز در حال تکرار است. اگر این روند بدون اختلال ادامه یابد، پیش‌بینی می‌شود ظرف چهار تا پنج سال آینده، ایران به یک کشور نیروگاه‌ساز تبدیل شود.
تأثیر هوش مصنوعی بر توسعه صنعت هسته‌ای
قدیری در ادامه درباره پروژه مطالعاتی خود پیرامون توسعه نیروگاه‌های هسته‌ای در کشور، گفت: این بررسی‌ها از دوران دولت دوازدهم و هم‌زمان با بحران ناترازی برق و خاموشی‌های گسترده آغاز شد. در آن زمان، بحث جدی بر سر نوع نیروگاهی بود که باید برای آینده کشور ساخته شود.
وی ادامه داد: ما در ابتدا به این نتیجه رسیدیم که کشور باید در همه حوزه‌های نیروگاهی از جمله حرارتی، هسته‌ای، خورشیدی و بادی سرمایه‌گذاری کند. بررسی‌هایی انجام شد که مشخص کند کدام فناوری‌ها باید انتخاب و منتقل شوند.
قدیری با اشاره به نتایج این بررسی‌ها، تصریح کرد: فناوری انتخاب‌شده باید گذشته‌ای قابل اطمینان و آینده‌ای روشن داشته باشد. همچنین باید از نظر هزینه نهایی برق تولیدی، اقتصادی و مقرون‌به‌صرفه باشد. در این بررسی‌ها، یکی از مهم‌ترین نتایج آن بود که نیروگاه‌های هسته‌ای با طراحی هواخنک برای مناطقی از کشور که به منابع آب دسترسی ندارند، گزینه‌ای بسیار مناسب محسوب می‌شوند.
وی با اشاره به دو مسیر در دستیابی به فناوری، توضیح داد: دستیابی به فناوری یا از طریق تحقیق و توسعه (R&D) داخلی انجام می‌شود که زمان‌بر اما کم‌هزینه‌تر است، یا از مسیر انتقال فناوری خارجی که پرهزینه‌تر ولی سریع‌تر است. خوشبختانه در کشور هر دو مسیر به طور موازی دنبال می‌شود.
قدیری درباره تأثیر هوش مصنوعی در صنعت هسته‌ای، بیان کرد: یکی از تحولاتی که اخیراً رخ داده، استفاده از هوش مصنوعی در حوزه کنترل و مدلسازی نیروگاه‌هاست. در دانشگاه‌های کشور نیز تلاش‌هایی برای شبیه‌سازی فرآیندهای کنترلی با استفاده از الگوریتم‌های هوش مصنوعی انجام شده است.
وی افزود: از سوی دیگر، گسترش فناوری هوش مصنوعی باعث افزایش چشمگیر تقاضا برای برق پایدار در سطح جهانی شده است. این مسئله باعث شد کشورهای مختلف مجدداً توجه بیشتری به توسعه نیروگاه‌های هسته‌ای نشان دهند.
نیروگاه‌های هسته‌ای، ستون فقرات شبکه برق آینده
قدیری در جمع‌بندی سخنان خود، گفت: مسئله تأمین پایدار انرژی در کشور کاملاً فنی و مبتنی بر ضرورت امنیت ملی است. هم‌اکنون سبد انرژی کشور بسیار متکی بر سوخت‌های گازی و فسیلی است و حدود ۳۰ هزار مگاوات از برق مصرفی ما از طریق نیروگاه‌های گازی تولید می‌شود.
وی ادامه داد: بخش عمده دیگر برق نیز از نیروگاه‌های بخاری و حرارتی تأمین می‌شود که با سوخت‌هایی مانند گازوئیل و مازوت کار می‌کنند. برای ایجاد تعادل در سبد انرژی و توسعه پایدار، لازم است به سمت توسعه نیروگاه‌های خورشیدی و بادی نیز برویم. نیروگاه‌های خورشیدی می‌توانند در ساعات اوج مصرف و در حوزه مصارف خانگی و تجاری مؤثر باشند و باری از دوش شبکه بردارند و شبکه توزیع برق را گسترش و توسعه دهند.
پژوهشگر اندیشکده اقتصاد دانش‌بنیان با تأکید بر نقش حیاتی نیروگاه‌های هسته‌ای، اظهار کرد: مهم‌ترین مزیت نیروگاه‌های هسته‌ای این است که می‌توانند هم در بار پایه و هم در بار میانی شبکه فعالیت کنند و برق ارزان و پایدار تولید کنند.
قدیری با اشاره به ظرفیت کنونی شبکه برق کشور، توضیح داد: در حال حاضر شبکه برق ایران به‌صورت اسمی ظرفیت تولید ۹۰ هزار مگاوات را دارد، اما ظرفیت عملیاتی آن حدود ۷۰ تا ۷۵ هزار مگاوات است. برای رسیدن به ظرفیت هدف ۱۱۰ هزار مگاواتی، باید به نیروگاه‌های هسته‌ای توجه ویژه‌ای شود، چرا که این نیروگاه‌ها می‌توانند نقش ستون فقرات شبکه توزیع برق کشور را ایفا کنند و بنیه فنی آن را تقویت کنند.
