رآكتور تحقيقاتى
۱۳۸۵ مهر ۲۵, سه‌شنبه
هر چه مى‌گذرد تعریف دانش و تكنولوژى سخت‌تر مى‌شود. موضوعات تحقیقاتی اینقدر کوچک و پیچیده شده‌اند که تعریف جامع و کلی‌شان به این ساده‌گیها نیست. رادیولوژى یا پرتونگاری را كه مى‌شناسيد، همان تصوير بردارى از بدن با اشعه ايكس، يكى از روش‌هاى معمول در پزشكى. مثلأ هنگام شكستگى استخوان با عكس‌بردارى مى‌توان ديد استخوان از کجا و چطور شکسته است. حال تصور کنید از اين به بعد ماشينتان را به جاى تعميرگاه به مركز راديولوژى ببريد و به جاى پياده كردن موتور و رفع نقص فنى با پرتونگارى ببينيد اشكال كار كجاست. اين طرحى است كه فیزیکدانان آلمانی دنبال مى‌كنند. با تابش نوترونها، یکی از اجزای تشکیل دهنده اتم، مى‌توان از درون وسایل کار، میکروچیپ كامپيوتر، یا هر ماده مصنوعی ديگرى تصویر برداری کرد. چگونه؟
قدم اول تهیه نوترون است، آنهم به مقدار كافى. كار ساده‌اى نيست. جدا كردن نوترونها از بقيه اجزاى اتم روندى است كه به رآكتور اتمى نياز دارد. همین قدم اول، بخصوص در آلمان مسئله ساز است. رآکتورهای اتمى در آلمان طرفدار ندارند، حال حتی اگر رآکتور تنها به براى مقاصد کاملا تحقیقاتی ساخته شود. خاطره انفجار اتمی چرنوبیل روسيه، هنوز در آلمان زنده است. يادآورى حادثه چرنوبيل در آلمان هر سال با مراسم خاصى برگزار مى‌شود، مصاحبه با بازماندگان، بررسى اثرات مواد راديواكتيو در طول اين مدت، گردهمايى مخالفان انرژی هسته‌ای و رآكتورهاى اتمى. برای فیزیکدانان آلمانی گرفتن مجوز ساخت رآکتور اتمی سخترين قسمت كار بود. گرفتن این مجوز چند سال طول کشید. البته بالاخره یک سال پیش مجوز ساخت رآكتور تحت شرایط خاص صادر شد و فیزیکدانان آلمانى مرکز تحقيقاتى Garching گارشينگ در مونیخ کارشان را آغاز کردند. این مرکز چندی پیش در هامبورگ در همایشى با عنوان ”تحقیق در دستگاههای سنگین“ گزارش كار سالانه‌اش را ارائه كرد.
پترى: ”مركز گارشینگ داراى مدرنترین رآكتور تحقيقاتى است که در حال حاضر در دنیا وجود دارد. بهترين تولید کننده نوترون.“ وینفرد پتری (Winfried Petry) وقتی مزایای اين رآکتور تحقیقاتى را معرفی می‌کند هيجان زده است. پتری مدیر مرکز است. این رآکتور نه انرژی هسته‌اى تولید می‌کند و نه چرخه غنى‌سازى اورانیوم دارد بلكه بيشتر به يك كارخانه شباهت دارد. کارخانه‌اى كه فقط نوترون تولید مى‌کند. پترى مى‌گويد :” نوترونها برای ما مثل نوراند.“
نوترونها از نظر بار اتمی خنثی هستند. درست به علت همين خاصيت است كه مى‌توانند درون ساير مواد نفوذ كنند، البته بدون اينكه آسيبى به مواد اوليه بزنند. سپس مى‌توان به كمك دستگاههاى پرتونگار نوترونها را دنبال كرد. مثلا امتحان کرد که كجا منفذ يا تركى وجود دارد. يا حتى جالبتر از آن مثلأ در صنعت اتومبیل سازی، همانطور كه پترى توضيح مى‌دهد: ” نوترونها به راحتی درون مواد نفوذ مى‌كنند. مثلا درون موتور، خيلى راحت. بعد موتور را روشن مى‌كنيم و آن را در دستگاه پرتونگارى مى‌گذاريم. با تابش اشعه ميكروفيلمى از موتور تهیه مى‌کنيم، بعد فيلم را با دور آهسته مى‌بینیم. اينطورى واقعأ مى‌توان ديد كه موتور چطور كار مى‌كند. مثلأ چطور روغن پیستون را خنک مى‌کند.“
با همين روش مى‌توان كيفيت قطعات را هم كنترل كرد. پتری مى‌گوید:” قطعه را در دستگاه پرتونگاری می‌گذاریم. البته اين روش صددرصد ايمن است و به قطعه آسیب نمی‌رساند. بعد از تصویر برداری به مهندس می‌گویيم، مثلأ کجا خوب روغن‌کاری نشده بايد بهتر شود. اينطور کیفیت قطعه تولیدی بالاتر مى‌رود عمر موتور هم بيشتر مى‌شود.“
رآكتور تحقيقاتى مونیخ قابليت‌هاى ديگرى هم دارد. مثلأ تولید سیلیسيوم خالص و فسفر. تركيب اين دو عنصر ماده هادی است که از آن برای ساخت میکرو چیپ کامپیوتر استفاده مى‌شود. پترى مى‌گويد:” ما این امکان را داریم که با نگهدارى سیلیسيوم خام در محیط کشت نوترونی سیلیسیوم را به عنصر ديگرى تبديل كنيم. در این حالت یک واکنش هسته‌ای اتفاق می‌افتد که طى آن بخشی از سیلیسیوم تبدیل به فسفسر مى‌شود. تركيب فسفر و سيليسيوم دقیقاً همان تركيبى است که مى‌خواهیم، یعنی ماده‌اى با خاصیت الکترونیکی. ما با این راکتور تحقیقاتی اين تركيب را با بهترین کیفیت تولید مى‌کنیم.“
آنچه در مونیخ روی می‌دهد بستر تحقیقاتی رشته‌های مختلف است. مثلأ می‌توان با رديابى نوترونى تبادلات بين‌‌سلولى را بررسى كرد. و يا كارهاى تحقيقاتى پيچيده‌تر از اين، اما رآكتور اتمى يك رآكتور تحقيقاتى باقى خواهد ماند.