آیا سوخت خودروهای آینده انرژی هسته ای خواهد بود؟

در دهه ۱۹۵۰ که به عنوان نقطه اوج عصر اتمی‌هم مشهور است، کمپانی فور یک ماشین مفهومی با نام فورد نوکلئون (Ford Nucleon) طراحی کرد. مسئولین کمپانی فورد در آن زمان اظهار کردند که این ماشین هسته ای را بر مبنای این فرض ساخته اند که راکتورهای هسته ای در آینده کوچکتر، سبکتر و امن تر خواهند شد.

یک کپسول برق پشت ماشین قرار گرفته است که در ایستگاه‌های مخصوص شارژ می‌شود و با هر بار شارژ بیش از هشت هزار کیلومتر مسافت را طی می‌کند. درست مثل بسیاری از ماشین‌هاش مفهومی، فورد نوکلئون هم هیچگاه ساخته نشد و فقط یک مدل با نصف اندازه ماشین واقعی از آن ساخته شد.

فورد نوکلئون که قرار بود از انرژی هسته ای به عنوان سوخت استفاده کند، هیچگاه ساخته نشد

شاید ایده ساخت ماشین‌هایی که با انرژی هسته ای کار می‌کنند، یک تلاش بی فایده یا چیزی شبیه فیلم‌های علمی‌و تخیلی بنظر برسد اما این ماشین‌ها بسیار مهم هستند و بحران انرژی و گرمایش جهانی این اهمیت را بیشتر کرده است. بسیاری از متخصصان حوزه انرژی و محیط زیست معتقدند استفاده از انرژی هسته ای – در اشکال مختلف – در آینده بیشتر خواهد شد. اگر فرایند تولید انرژی هسته ای درست انجام شود، میتوان به یک جایگزین سالم، ایمن و مقرون به صرفه دست یافت. با در نظر گرفتن این نکات، بنظرتان می‌شود از انرژی هسته ای به عنوان سوخت خودرو استفاده کرد؟

بسیاری از کشورها علاوه بر استفاده از راکتورهای هسته ای در در نیروگاه‌های هسته ای، از آنها برای زیردریایی‌ها و ناوهای هواپیمابر استفاده می‌کنند. از برخی از راکتورهای تخصصی هم برای ایجاد گرمایش در شرایط بسیار سخت و تبدیل ذغال سنگ به گاز سالم استفاده می‌شود. اتحادیه جماهیر شوروی سابق و ایالات متحده از راکتور‌های هسته ای کوچک برای تامین انرژی ماهواره‌ها استفاده کرده اند؛ البته این تجارب در رسانه‌ها بحث برانگیز شد چون برخی از این ماهواره سقوط کردند و قطعات شان از هم جدا میشد. این موارد همگی راکتورهای تحقیقاتی بودند اگر یک دانشمند بخواهد راهی برای استفاده از انرژی هسته ای در سایر وسایل نقلیه پیدا کند، باید این تجربه‌ها را در نظر داشته باشد.

اولین احتمال برای استفاده از انرژی هسته ای در خودروها، سوخت هسته ای هیدروژن است؛ در این روش از انرژی هسته ای برای تولید سوخت هیدروژنی سالم، مقرون به صرفه و ایمن استفاده می‌شود. میتوان از راکتورهای هسته ای برای تامین برق ایستگاه‌هایی که باتری خودروهای شارژی را شارژ می‌کنند هم استفاده کرد. آخرین و بلند پروازانه ترین احتمال هم این است که یک نیروگاه هسته ای مینیاتوری ساخت و آن را به ماشین وصل کرد.
مزایا و معایب استفاده از انرژی هسته ای در خودرو

ماشین‌هایی که از انرژی هسته ای به عنوان سوخت استفاده می‌کنند، مزایای بسیار مهم و منحصر به فردی دارند. این ماشین‌ها به ندرت نیاز به سوخت گیری مجدد پیدا می‌کند؛ شاید هر سه تا پنج سال. اورانیوم غنی شده آنقدر قوی است که تنها ۴۵۰ گرم آن میتواند انرژی موردنیاز یک زیردریایی یا ناو هواپیمابر را تامین کند. با مقادیر بسیار کمتری اورانیوم غنی شده میتوان یک ماشین را راه انداخت. اگر طراحی ماشین خوب و محافظت شده باشد، انرژی هسته ای هیچگونه آلاینده ای تولید نخواهد کرد.

گذشته از اینها، میتوانیم با احتراق و جرقه خداحافظی کنیم : ماشین‌های هسته ای همیشه روشن خواهند بود؛ البته برای اینکار نیاز به باتری‌هایی داریم که انرژی تولید ده توسط نیروگاه مینیاتوری را دائماً ذخیره سازی کنند.

شاید مهمترین مانع استفاده از انرژی هسته ای در خودروها، رادیو اکتیو بودن منبع انرژی باشد. به همین خاطر طراحی ماشینی که از انرژی هسته ای به عنوان سوخت استفاده می‌کند باید بشدت محافظتی باشد. بدون محافظت مناسب، پرتوزایی منبع انرژی می‌تواند افراد داخل ماشین و بیرون از آن را بکشد.

نیروگاه‌های هسته ای اصول ایمنی بسیار سفت و سختی دارند

نیروگاه‌های انرژی هسته ای و ناوهای هواپیمابر و زیردریایی‌هایی که از انرژی هسته ای استفاده می‌کنند، همگی بشدت محافظت شده هستند. نیروگاه‌های هسته ای معمولاً سه لایه محافظتی و ساختار مهار کننده – که شامل لایه‌های بتنی با ضخامت یک متر میشود – دارند. براساس قوانین ایالات متحده راکتور هسته ای باید داخل سه لایه محافظتی و ساختار مهار کننده بتنی قرار بگیرد. البته راکتورهای دولتی از این قانون استثنا هستند اما ناوهای هواپیمابر و زیردریایی‌ها هم این قانون را رعایت می‌کنند.

با درنظر گرفتن این الزامات ایمنی براحتی میتوان تصور کرد که یک ماشین هسته ای چقدر سنگین خواهد شد. بازتولید اصول حفاظتی یک راکتور هسته ای در مقیاس خودرو میتواند ماشین را عملاً غیر متحرک کند. البته این نکته را هم فراموش نکنید که این طراحی حفاظتی باید در برابر زلزله و سایر آسیب‌ها هم مقاوم باشد تا هوای انباشته از مولکول‌های رادیو اکتیو نتوانند به بیرون راه پیدا کنند.

بسیاری از ما به محض شنیدن اسم ماشین‌های هسته ای به یاد خطرات پرتوزایی و مواد رادیو اکتیوی آن می‌افتیم. استفاده عمومی‌و گسترده از مواد رادیو اکتیوی علاوه بر نگرانی‌های امنیتی، مشکلات بهداشتی متعددی را هم در پی دارد. یکی از مهمترین این نگرانی‌ها تولید بمب اتمی‌است؛ البته نمی‌توان از هر نوع ماده رادیو اکتیو برای تولید بمب اتم استفاده کرد اما با اورانیومی‌که کمی‌غنی سازی شده باشد میتوان دستگاه‌هایی ساخت که از لحاظ بیولوژیکی بسیار مضر هستند. سوال دیگر این است که بعد از تصادف چه اتفاقی برای این خودروها می‌افتد؟ آیا لایه‌های محافظتی می‌توانند در تصادف‌های شدید دوام بیاورند؟

مسئله دیگر زیرساخت‌های لازم برای تولید چنین خودروهایی است؛ کمپانی‌های تامین انرژی، تولید کنندگان خودرو و دولت‌ها باید برای ساخت زیرساخت‌ها و پیاده سازی فرایند استاندارد انهدام سوخت مصرف شده با هم همکاری کنند. انهدام صحیح سوخت‌های مصرف شده اهمیت زیادی دارد چون این مواد میتوانند تا صدها سال رادیو اکتیو باقی بمانند.

مانع دیگر هزینه و زمان لازم (بیش از ۱۰ سال) برای راه اندازی نیروگاه‌های جدید است. درکنار ساخت نیروگاه‌های جدید باید به اهمیت تامین امنیت نیروگاه‌های قدیمی‌و انهدام صحیح زباله‌های آنها هم توجه کرد. گذشته از این افزایش کاربرد انرژی هسته ای، قیمت اورانیوم را هم افزایش خواهد داد و ممکن است هزینه تولید اورانیم غنی شده بشدت افزایش یابد.

با در نظر گرفتن تمام این موانع و معایب مشخص می‌شود که ساخت ماشین‌هایی که از انرژی هسته ای به عنوان سوخت استفاده کنند بسیار دور از دسترس است. حتی خوشبین ترین افراد هم می‌پذیرند ه با تکنولوژی‌های امروزی نمیتوان به این مهم دست یافت.