تعريف الطاقة النووية في الزراعة
تتمثل تكنولوجيا الطاقة النووية في المجال الزراعي في استخدام الإشعاع لتغيير خصائص الجينات في النباتات والبذور والكائنات الحية الأخرى، وهذا التغيير يهدف إلى تحسين استدامة الحياة والزراعة بشكل عام. ويمكن أن يكون لهذا الإشعاع تأثيرا إيجابيا في مجال الزراعة، حيث يمكن استخدامه لجعل المحاصيل تتحمل الآفات والطفيليات دون استخدام مبيدات حشرية ضارة للنبات، حيث يقتل هذا الإشعاع البكتيريا الضارة للمحاصيل.
استخدام الطاقة النووية في الزراعة
إن الطاقة النووية لها استخدامات متعددة ومن بين المجالات المهمة لاستخدامها هو مجال الزراعة، حيث تشمل بعضا من أكثر الأساليب الابتكارية التي تعمل على تحسين الممارسات الزراعية. ويتضمن استخدام النظائر وتقنيات الإشعاع في مجال الزراعة مكافحة الآفات، والقضاء على الأمراض، وزيادة إنتاج المحاصيل. كما تسهم في حماية موارد الأراضي والمياه، مما يضمن سلامة الأغذية. عملت منظمة الأغذية والزراعة مع الوكالة الدولية للطاقة الذرية على توسيع نطاق المعرفة وتعزيز القدرات في هذا المجال لأكثر من خمسين عاما. وقد تم تعزيز هذه الشراكة مؤخرا وأدت إلى إنشاء مركز مشترك بين المنظمتين لاستخدام التقنيات النووية في مجال الأغذية والزراعة. وقد تم تقدير أن حوالي 795 مليون شخص يعانون من نقص التغذية المزمن وفقا لتقديرات منظمة الأغذية والزراعة التابعة للأمم المتحدة. يمكن للنظائر المشعة والإشعاعات المساهمة في تقليص هذه الأعداد وتحسين الإنتاج والزراعة. استخدمت منظمة الأغذية والزراعة مع الوكالة الدولية للطاقة الذرية برنامجا يهدف إلى تحسين الاستدامة الغذائية، وتجلى هذا البرنامج في استخدام التكنولوجيا النووية. وتتجلى هذه الاستخدامات في
- عملية تربية الطفرات النباتية تعرف أيضا بتكاثر الطفرات النباتية، وتتمثل في تعريض البذور أو قصاصات النبات للإشعاع مثل أشعة جاما. الهدف من هذا التعرض للإشعاع هو حدوث طفرات فيها. ثم يتم زراعة هذه المواد المشعة التي ستساهم في إنتاج النبتة. يتم اختيار النباتات الصغيرة بمساعدة الواسمات لتحديد الصفات المرغوبة، ويتم استناد هذا التحديد إلى الجينات.
- تستخدم الطاقة النووية في الزراعة للحد من ترسب الحشرات وتعتبر المحاصيل المعدلة وراثيا، كما يتم استخدام الإشعاع لتقنية الحشرات المعقمة، حيث يتم تعقيم الحشرات بأشعة جاما أو أشعة سينية وإدخالها في التجمعات الطبيعية، وبذلك تصبح هذه الحشرات عقيمة وتعمل بصورة مفيدة في البيئة.
- تساعد الطاقة النووية الإشعاعية العلماء في تقدير خصائص التربية ومعدل التعرية. فقد قام العلماء في جامعة أبومي كالافي بإدخال نظير نووي في التربة لتتبع ومراقبة جودتها، وبفضل وجود هذا النظير، تمكنوا من تحديد البكتيريا المفيدة التي تعزز الظروف الزراعية المناسبة لنباتات الصويا، وتقيس مدى استخدام المحاصيل للأسمدة الحيوية، بالإضافة إلى استخدام كمية النيتروجين المستخرجة من الغلاف الجوي بواسطة المحاصيل.
- تُستخدم التقنية النووية لتحسين سلامة الأغذية، كما تعمل على مراقبة جودة المنتجات الغذائية عن طريق اكتشاف وإزالة المخلفات الضارة.
- استخدمت التقنيات النووية لاكتشافالأمراض الحيوانية، وقد تم تبني نهج منظمة الأغذية والزراعة الذي يدرك أن صحة الحيوانات والبشر والنباتات ترتبط ببيئة واحدة، وبالتالي يجب معالجة كل جانب منها، حيث يمكن أن تكون الحلول شاملة لجميعها.
ميزات الطاقة النووية في الزراعة
إن استخدام الطاقة النووية في الزراعة لها فوائد وميزات كثيرة منها:
- الطاقة النووية في الزراعة لها فوائد اجتماعية واقتصادية حيث أن استخدامها أدىإلى إنتاج الأرز بطريقة التكاثر الطفري والذي زاد إنتاج المحصول بمعدل ثلاثة أضعاف.
- تعمل الطاقة النووية على تعزيز العملية الطبيعية للطفرة الجينية، وبالتالي تقليل الوقت المطلوب لذلك.
- تعمل على تطوير أصناف المحاصيل التي تتكيف بشكل أفضل مع تغير المناخ، والتي تساهم في ضمان الأمن الغذائي والتغذوي خاصة في الدول الفقيرة والضعيفة.
أمثلة على الطاقة النووية في الزراعة
تمثل بعض الأمثلة الناجحة لاستخدام الطاقة النووية في الزراعة تغييرجذري في بعض المناطق، بالإضافة إلى حل العديد من المشاكل التي كانت صعبة التعامل معها
- في بنين، تم استخدام التكنولوجيا النووية لتحسين توازن التربة والمياه، وقد أسفر ذلك عن زيادة محصول الذرة بنسبة 50٪، وتم استخدام أقل كمية من الأسمدة بنسبة 70٪.
- في سيراليون، كان الأطفال يعانون من نقص في المغذيات الدقيقة، حيث لا تتوفر لأجسامهم الفيتامينات والمعادن الضرورية. والحديد هو أحد العناصر الهامة التي تفتقر إليها سيراليون. في عام 2018، سجلت أعلى معدلات الوفيات بين الأطفال بسبب نقص المغذيات. ولكن عند استخدام التكنولوجيا النووية في زراعة المحاصيل مثل الكسافا والأرز، أصبحت تلك المحاصيل أكثر تطورا وغنية بالمغذيات، وأقل عرضة لانتشار الأمراض، وزادت الأمان الغذائي.
- تم استخدام التكنولوجيا النووية والتشعيع النباتي لحماية محصول الكسافا المتبقي في جمهورية إفريقيا الوسطى، وهو محصول مرغوب جدًا في المنطقة لارتفاع محتواه من الكربوهيدرات والألياف.
استخدامات الطاقة النووية في الصناعة
تم استخدام الطاقة النووية من قبل العديد من المصانع في مجال الصناعة، وتجلى هذا الاستخدام في العديد من الأمور، مثل:
- يتم استخدام المواد المشعة لمراقبة تدفق السوائل وعمليات الترشيح، وللكشف عن التسربات، وأيضًا لمراقبة تآكل المحركات والمعدات العاملة، عن طريق إضافة كميات صغيرة من هذه المواد إلى المواد المستخدمة في عمليات مختلفة.
- تُستخدم المواد المشعة أو الطاقة النووية في العديد من الصناعات لفحص الأجزاء المعدنية ومراقبة سلامة اللحامات. على سبيل المثال، يتم فحص أنظمة خطوط الأنابيب للنفط والغاز بوضع المصدر المشع داخل هذه الأنابيب.
- تستخدم في صناعة أجهزة القياس مصادر مشعة، وعادة ما تكون مصادر الجاما، وتقوم هذه الأجهزة بقياس كمية الإشعاع المنبعث من المادة بعد امتصاصها.
استخدامات الطاقة النووية في الطب
يتم استخدام الطاقة الذرية والإشعاعية على نطاق واسع في واقعنا الحالي في العديد من المجالات، بما في ذلك المجال الطبي، حيث يتم استخدامها لتشخيص الأمراض وتحديد العلاج المناسب، وبعض استخداماتها هي:
- تستخدم الطاقة النووية في التشخيص الطبي عن طريق استخدام مشعات إشعاعية، وتنبعث منها أشعة جاما داخل الجسم. والكواشف المستخدمة هي نظائر ذات عمر قصير وترتبط بمركبات كيميائية تقوم بفحص عمليات فيزيولوجية محددة، ويختلف نوع الفحص حسب الغرض منه. ويتم حقن الجسم بجرعة من المشعات الإشعاعية، أو ابتلاعها، أو استنشاقها بشكل غازي.
- تستخدم في التصوير بالرنين المغناطيسي النووي مع التصوير المقطعي المحوسب.
- يستخدم الطب النووي لعلاج مرض السرطان، ومن بين استخداماته الأكثر شيوعًا هو استخدام اليود المشع، بالإضافة إلى الحالات الأخرى التي تؤثر على الغدة الدرقية.