توسط : انرژی هسته‌ای یکی از منابع قدرتمند و کم‌کربن تولید برق است که با آزادسازی انرژی نهفته در هسته اتم‌ها به‌دست می‌آید. این انرژی نقش مهمی در تأمین برق صنایع و شهرها و همچنین کاربردهای گسترده‌ای در پزشکی، داروسازی، تحقیقات علمی و کشاورزی رادیواکتیو دارد. در این مقاله از کلین پست، با انرژی هسته ای، چگونگی تولید، کاربردهای آن و همچنین جایگاه این انرژی در ایران آشنا می‌شوید.
انرژی هسته‌ای چیست و چگونه تولید می‌شود؟
انرژی هسته‌ای شکلی از انرژی است که از هسته اتم‌ها و تغییر در ساختار آنها آزاد می‌شود. این انرژی بر پایه این اصل فیزیکی استوار است که هنگامی که ساختار هسته یک اتم تغییر می‌کند، مقداری از جرم آن به انرژی تبدیل می‌شود. این پدیده دقیقاً مطابق با معروف‌ترین معادله فیزیک، یعنی E=mc² اینشتین است که در آن انرژی (E) برابر است با جرم (m) ضرب در مجذور سرعت نور (c). تبدیل جرم به انرژی، مقادیر عظیمی انرژی تولید می‌کند.
اگر بتوانیم به طریقی پروتون‌ها و نوترون‌های هسته اتم را از هم جدا کنیم یا آنها را باهم ادغام کرده و هسته جدیدی بسازیم، انرژی عظیمی آزاد می‌شود که همان انرژی هسته‌ای است. دو روش برای دستیابی به انرژی هسته‌ای وجود دارد: ۱) شکافت هسته‌ای و ۲) همجوشی یا گداخت هسته‌ای.
شکافت هسته‌ای چیست؟
شکافت فرایندی است که در آن هسته یک اتم سنگین (مانند اورانیوم-۲۳۵ یا پلوتونیوم-۲۳۹) به دو هسته سبک‌تر شکسته می‌شود. وقتی یک نوترون به این هسته سنگین برخورد می‌کند، هسته ناپایدار شده و به دو بخش تقسیم می‌شود. این فرایند علاوه بر تولید دو هسته سبک‌تر، چندین نوترون جدید و مقدار بسیار زیادی انرژی گرمایی نیز آزاد می‌کند.
نوترون‌های آزادشده می‌توانند به‌نوبه‌خود با هسته‌های دیگر برخورد کرده و یک واکنش زنجیره‌ای کنترل‌شده را ایجاد کنند. این همان اصل کار نیروگاه‌های هسته‌ای متداول امروزی است.
همجوشی چیست؟
همجوشی هسته‌ای برعکس شکافت عمل می‌کند. در این فرایند، دو هسته اتمی بسیار سبک (مانند ایزوتوپ‌های هیدروژن یعنی دوتریوم و تریتیوم) تحت دما و فشار بسیار بالا باهم ترکیب شده و یک هسته سنگین‌تر تشکیل می‌دهند. این فرایند مقدار بسیار بیشتری انرژی نسبت به شکافت آزاد می‌کند.
همجوشی منبع انرژی ستارگان، ازجمله خورشید، است. بااین‌حال، دستیابی و کنترل همجوشی هسته‌ای روی زمین به‌دلیل نیاز به ایجاد و نگهداری شرایط بسیار دشوار (دماهای میلیون‌ها درجه سانتی‌گراد) هنوز در مرحله تحقیقاتی است.
در نیروگاه‌های هسته‌ای امروزی، از فرایند شکافت کنترل‌شده برای تولید گرمای بسیار زیاد استفاده می‌شود. ازاین‌رو، در ادامه این مقاله منظور ما از انرژی هسته‌ای، انرژی تولیدشده از فرایند شکافت است.
شکافت هسته‌ای و تولید انرژی
در فرایند شکافت هسته‌ای، پیوندهای نیروی هسته‌ای قوی که نوکلئون‌ها (پروتون‌ها و نوترون‌ها) را در هسته کنار هم نگه می‌دارد، شکسته می‌شود و این شکست، انرژی عظیمی را آزاد می‌کند. این فرآیند با برخورد یک نوترون به یک هسته سنگین مانند اورانیوم-۲۳۵ آغاز می‌شود. برخورد نوترون، هسته را ناپایدار کرده و باعث می‌شود تا به دو یا چند هسته سبک‌تر تقسیم شود.
این تقسیم شدن، تنها منجر به ایجاد هسته‌های جدید نمی‌شود، بلکه علاوه بر آن، نوترون‌های بیشتری نیز آزاد می‌کند. این نوترون‌های تازه آزادشده می‌توانند به نوبه خود با هسته‌های اورانیوم دیگر برخورد کرده و شکافت‌های بیشتری را ایجاد کنند. به این چرخه پیوسته، واکنش زنجیره‌ای می‌گویند.
در واپاشی هسته‌ای، ذراتی مثل آلفا، بتا و پرتوهای گاما نیز تولید می‌شوند. این تشعشعات، که از واپاشی محصولات شکافت ناشی می‌شوند، به حفظ و تداوم واکنش زنجیره‌ای کمک می‌کنند. هنگامی که یک واکنش زنجیره‌ای کنترل‌شده شکل می‌گیرد، در کسری از ثانیه مقدار عظیمی انرژی به شکل گرما آزاد می‌شود.
در نیروگاه‌های هسته‌ای، از این گرمای تولیدشده برای تبدیل آب به بخار تحت فشار بالا استفاده می‌شود. این بخار سپس توربین‌های مولد برق را به حرکت درمی‌آورد و درنهایت، انرژی الکتریکی تولید می‌شود.
بازده انرژی شکافت هسته‌ای به‌طور چشمگیری بالاست. برای درک این موضوع، کافی است بدانید که شکافت تنها یک گرم از اورانیوم-۲۳۵، معادل انرژی حاصل از سوختن چندین تن زغال‌سنگ است. این چگالی انرژی بسیار بالا، یکی از اصلی‌ترین مزایای انرژی هسته‌ای محسوب می‌شود.
نیروگاه هسته‌ای چگونه کار می‌کند؟
در این نیروگاه‌ها از اورانیوم ۲۳۵ به‌عنوان سوخت استفاده می‌شود و واکنش‌های زنجیره‌ای به‌دقت در داخل رآکتورها مدیریت می‌شود. ازآنجاکه هر واکنش انرژی زیادی آزاد می‌کند، سیستم‌های خنک‌کننده مبتنی بر آب، فلز مایع یا نمک مذاب برای خنک نگه‌داشتن رآکتور به‌کار گرفته می‌شوند.
انرژی هسته‌ای آزادشده از شکافت، آب را به بخار تبدیل می‌کند و این بخار با فشار بالا توربین‌ها را به حرکت درمی‌آورد. گردش توربین‌ها ژنراتورهای الکتریکی را فعال کرده و برق تولید می‌شود که درنهایت به شبکه توزیع برق برای استفاده در منازل و صنایع ارسال می‌گردد.
خاموشی رآکتور
کنترل فرایند شکافت از طریق میله‌هایی از جنس موادی مانند کادمیوم یا بور انجام می‌گیرد که نوترون‌های آزاد را جذب کرده و از گسترش بی‌رویه واکنش زنجیره‌ای جلوگیری می‌کنند.
با تنظیم تعداد نوترون‌ها، میزان انرژی تولیدی نیز کنترل می‌شود و در شرایط اضطراری با فرو راندن کامل این میله‌ها به درون رآکتور، واکنش زنجیره‌ای به‌طور کامل متوقف می‌شود که به این فرایند خاموشی رآکتور گفته می‌شود.
غنی‌سازی اورانیوم؛ سوخت هسته‌ای
اورانیوم عنصری فلزی است که سراسر جهان به‌طور طبیعی در پوسته زمین، در برخی سنگ‌ها یافت می‌شود. این عنصر ۲ ایزوتوپ اصلی دارد: اورانیوم-۲۳۸ و اورانیوم-۲۳۵.
اورانیوم-۲۳۸ که بخش اعظم اورانیوم طبیعی را تشکیل می‌دهد (حدود ۹۹.۳ درصد)، نمی‌تواند به‌راحتی واکنش زنجیره‌ای شکافت را تولید کند اما اورانیوم-۲۳۵ که فقط حدود ۰.۷ درصد اورانیوم طبیعی را تشکیل می‌دهد، می‌تواند برای تولید انرژی از طریق شکافت هسته‌ای استفاده شود.
برای افزایش احتمال وقوع شکافت، لازم است سهم اورانیوم-۲۳۵ در اورانیوم طبیعی از طریق فرایندی به نام غنی‌سازی اورانیوم افزایش یابد. در نیروگاه‌های هسته‌ای، اورانیوم معمولاً تا سطح ۳ تا ۵ درصد غنی‌سازی می‌شود که این مقدار برای استفاده به‌عنوان سوخت هسته‌ای مناسب است. پس از غنی‌سازی، اورانیوم می‌تواند به مدت سه تا پنج سال به‌طور مؤثر به‌عنوان سوخت در رآکتورها استفاده شود.
پس از این دوره، سوخت هسته‌ای کارایی خود را از دست می‌دهد و به سوخت مصرف‌شده تبدیل می‌شود. این سوخت می‌تواند از طریق فرایندهای بازیافت به انواع سوخت‌های دیگر، مانند پلوتونیوم، تبدیل شود و در برخی نیروگاه‌های هسته‌ای دوباره استفاده می‌شود.
استخراج اورانیوم
اورانیوم در بسیاری از نقاط جهان یافت می‌شود اما بخش عمده استخراج جهانی آن در اختیار تنها چند کشور است. شش کشور قزاقستان، کانادا، نامیبیا، استرالیا، نیجر و روسیه حدود ۸۵ درصد از کل تولید جهانی اورانیوم را تأمین می‌کنند.
قزاقستان جایگاه نخست را دارد و نزدیک به ۴۳ درصد از تولید جهانی در سال ۲۰۲۲ را به خود اختصاص داده است. پس از آن، کانادا با سهمی حدود ۱۵ درصد و نامیبیا با حدود ۱۱ درصد در رتبه‌های دوم و سوم قرار دارند.
استخراج اورانیوم معمولاً از دو مسیر انجام می‌شود:
- روش استخراج متداول (سنتی): در این شیوه، سنگ معدن از زمین خارج می‌شود و پس از خرد شدن در آسیاب، با افزودن آب به دوغاب تبدیل می‌گردد. سپس با شستشو توسط اسید سولفوریک یا محلول‌های قلیایی، اورانیوم موجود در سنگ در محلول حل شده و جدا می‌شود.
- روش شستشوی درجا (In-situ leaching): در این روش نوین، نیازی به حفاری و انتقال سنگ به سطح زمین نیست. محلولی شامل آب و ترکیبات اسیدی یا قلیایی به درون لایه‌های حاوی اورانیوم تزریق می‌شود تا این عنصر در همان‌جا حل شود. محلول حاوی اورانیوم سپس به سطح پمپ می‌شود.
امروزه بیش از نیمی از تولید جهانی اورانیوم با استفاده از روش شستشوی درجا انجام می‌شود، زیرا این روش نسبت به استخراج سنتی، کم‌هزینه‌تر، ایمن‌تر و سازگارتر با محیط‌زیست است.
کیک زرد چیست؟
در انتهای فرایند استخراج، محلول حاوی اورانیوم تصفیه، فیلتر و خشک می‌شود تا به‌صورت اکسید اورانیوم (U₃O₈) درآید؛ به آن اورانیا یا کیک زرد می‌گویند. این ماده شکل پایدار و قابل‌نگهداری اورانیوم خام است، اما برای ورود به زنجیره سوخت هسته‌ای نیاز به تبدیل شیمیایی بیشتری دارد، زیرا رآکتورهای هسته‌ای و مراحل غنی‌سازی نیازمند یک گونه گازی از اورانیوم هستند.
در مرحله‌ای که تبدیل (Conversion) نامیده می‌شود، کیک زرد ابتدا به ترکیبات میانی شیمیایی تبدیل و در نهایت به هگزا فلوراید اورانیوم (UF₆) که در دما و فشار مناسب به شکل گاز درآمده، تبدیل می‌گردد. انتخاب UF₆ به این خاطر است که این ترکیب هنگام گرم شدن به‌صورت گاز درمی‌آید و به‌راحتی می‌توان از روش‌های فیزیکیِ جداسازی ایزوتوپ‌ها (مثل سانتریفیوژ) روی آن استفاده کرد.
پس از تولید گاز UF₆، نوبت به غنی‌سازی (Enrichment) می‌رسد: گاز هگزا فلوراید اورانیوم وارد دستگاه‌های سانتریفیوژ می‌شود تا ایزوتوپ‌های مختلف اورانیوم از یکدیگر جدا شوند. اورانیوم طبیعی حاوی حدود ۰.۷ درصد U-235 — ایزوتوپی که قابلیت شکافت هسته‌ای تجاری دارد — و بیش از ۹۹ درصد U-238 است. هدف غنی‌سازی افزایش سهم U-235 تا حد لازم برای کاربرد مورد نظر است (برای بیشتر رآکتورهای برق‌آبی معمولی این مقدار معمولاً در حدود ۳ـ۵ درصد است؛ برای مصارف نظامی یا برخی رآکتورها مقدار بسیار بالاتری لازم است).
پس از فرایند غنی‌سازی، UF₆ غنی شده دوباره به ترکیبات جامد مانند اکسید اورانیوم با غنای مورد نظر تبدیل می‌شود، سپس در قالب پِلِت‌های سوختی فشرده و در مجموعه‌هایی به نام میله‌های سوخت یا اسمبل سوخت قرار می‌گیرد تا برای استفاده در رآکتورهای هسته‌ای آماده شود.
مواد هسته‌ای چیست؟
طبق تعریف آژانس بین‌المللی انرژی اتمی، مواد هسته‌ای به انواع مختلف فلزات اورانیوم، پلوتونیم و توریم اطلاق می‌شود. این مواد به دو دسته اصلی «مواد اولیه» شامل اورانیوم طبیعی و اورانیوم ضعیف‌شده، و «مواد شکافت‌پذیر ویژه» مانند اورانیوم غنی‌شده (اورانیوم-۲۳۵)، اورانیوم-۲۳۳ و پلوتونیوم-۲۳۹ تقسیم می‌شوند.
براساس طبقه‌بندی کمیسیون تنظیم مقررات هسته‌ای ایالات متحده (NRC)، مواد هسته‌ای به چهار گروه اصلی تقسیم می‌شوند:
- مواد هسته‌ای ویژه: شامل پلوتونیوم، اورانیوم-۲۳۳ یا اورانیوم-۲۳۵ با غلظت بالاتر از مقدار طبیعی است که قابلیت استفاده در سلاحهای هسته‌ای را دارند.
- مواد منبع: شامل توریم یا اورانیومی است که غلظت اورانیوم-۲۳۵ در آن برابر یا کمتر از مقدار طبیعی باشد.
- مواد جانبی: شامل مواد رادیواکتیوی است که در دسته مواد منبع یا مواد هسته‌ای ویژه قرار نمی‌گیرد. این گروه شامل ایزوتوپ‌های تولیدشده در راکتورهای هسته‌ای، پسماندهای حاصل از فرآوری سنگ معدن اورانیوم یا توریم، و همچنین منابع گسسته رادیوم-۲۲۶ و ایزوتوپ‌های تولیدشده توسط شتاب‌دهنده‌ها می‌شود.
- رادیوم: به‌عنوان یک ماده هسته‌ای طبیعی شناخته می‌شود که از واپاشی اورانیوم تولید شده و نیمه‌عمری حدود ۱۶۰۰ سال دارد.
تفاوت در تعاریف و اصطلاحات در کشورهای مختلف قابل مشاهده است. برای نمونه، در ایالات متحده آمریکا اصطلاح «مواد هسته‌ای» عمدتاً به «مواد هسته‌ای ویژه» اشاره دارد که طبق قانون انرژی اتمی ۱۹۵۴ قابلیت استفاده در سلاحهای هسته‌ای را دارد.
انرژی هسته ای چه کاربردهایی دارد؟
انرژی هسته‌ای به‌دلیل چگالی بسیار بالای انرژی و فناوری پیشرفته‌ای که پشت آن قرار دارد، در حوزه‌های گوناگون علمی، صنعتی و پزشکی کاربرد دارد. این فناوری نه‌تنها یکی از منابع اصلی برق کم‌کربن در جهان است، بلکه نقشی کلیدی در پژوهش‌های پزشکی، کشاورزی و حتی اکتشافات فضایی ایفا می‌کند. در ادامه، مهم‌ترین کاربردهای آن را بررسی می‌کنیم.
در مطلب دیگری از کلین پست، می‌توانید مقایسه مقدار انرژی تولیدشده از هر کیلوگرم اورانیوم را با یک کیلوگرم از انواع سوخت‌های دیگر، از طریق این لینک تماشا کنید.
تولید برق با انرژی هسته ای
مهم‌ترین و رایج‌ترین استفاده از انرژی هسته‌ای، تولید برق در نیروگاه‌های هسته‌ای است. در این نیروگاه‌ها، با استفاده از واکنش شکافت هسته‌ای، گرمای بسیار زیادی تولید می‌شود که برای تولید بخار و در نهایت چرخاندن توربین‌های مولد برق به‌کار می‌رود.
مزیت اصلی این روش، تولید پایدار و کم‌کربن انرژی است؛ چرا که برخلاف نیروگاه‌های فسیلی، انتشار دی‌اکسیدکربن در آن ناچیز است. بااین‌حال، سهم برق هسته‌ای در ترکیب جهانی تولید برق تنها ۹ درصد باقی مانده؛ رقمی که پایین‌ترین سهم در چهار دهه اخیر محسوب می‌شود. این سهم در سال ۱۹۹۶ معادل ۱۷.۵ درصد بود.
بیشتر بخوانید: تولید انرژی هسته‌ای جهانی در ۲۰۲۴؛ سهم اندک در گذار انرژی
جالب است بدانید که پنج کشور ۷۱ درصد از ظرفیت تولید انرژی هسته‌ای جهان را در اختیار دارند؛ براساس داده‌های آژانس بین‌المللی انرژی اتمی (IAEA)، تا ژوئن ۲۰۲۵، ایالات متحده بیشترین ظرفیت را دارد و پس از آن فرانسه، چین، روسیه و کره جنوبی قرار می‌گیرند. درمجموع، ۴۱۶ رآکتور هسته‌ای در ۳۱ کشور فعال هستند که ظرفیت خالص نصب‌شده آنها به ۳۷۶ گیگاوات (GW) می‌رسد.
روسیه درحال‌حاضر بزرگ‌ترین عرضه‌کننده فناوری تولید برق هسته‌ای در جهان محسوب می‌شود.
کاربردهای پزشکی
در پزشکی، انرژی هسته‌ای نقشی حیاتی در تشخیص و درمان بیماری‌ها دارد. از ایزوتوپ‌های پرتوزا برای تصویربرداری (مانند PET و SPECT) جهت تشخیص زودهنگام سرطان و بیماری‌های قلبی استفاده می‌شود. همچنین در پرتودرمانی، تابش کنترل‌شده‌ی پرتوهای یون‌ساز برای از بین بردن سلول‌های سرطانی به کار می‌رود. بدون این فناوری، درمان بسیاری از بیماران سرطانی ممکن نبود.
کشاورزی و صنایع غذایی
پرتوهای هسته‌ای در کشاورزی برای بهبود بذرها، کنترل آفات و افزایش ماندگاری مواد غذایی کاربرد دارند. روش «پرتو‌دهی غذایی» با استفاده از تابش گاما، باکتری‌ها و قارچ‌های مضر را از بین می‌برد و بدون نیاز به مواد شیمیایی، ایمنی مواد غذایی را افزایش می‌دهد.
صنعت و تحقیقات
در صنعت، از فناوری هسته‌ای برای کنترل کیفیت جوش‌ها، بررسی ترک‌های فلزی، اندازه‌گیری ضخامت مواد و مطالعه ساختار داخلی تجهیزات استفاده می‌شود. همچنین در پژوهش‌های علمی و فناوری‌های نوین مانند تولید ایزوتوپ‌های صنعتی و تحقیقات همجوشی هسته‌ای، این انرژی نقش کلیدی دارد.
کاربردهای نظامی
برخی زیردریایی‌ها و ناوهای نظامی از رآکتورهای هسته‌ای به‌عنوان منبع پیشران استفاده می‌کنند؛ رآکتورهایی که قادرند برای مدت‌های طولانی بدون نیاز به سوخت‌گیری مجدد، انرژی لازم برای حرکت و عملیات این کشتی‌ها را تأمین کنند و بدین‌ترتیب برد عملیاتی و زمان ماندگاری آنان در دریا را به‌طور چشمگیری افزایش می‌دهند.
تسلیحات هسته‌ای
تسلیحات هسته‌ای با به‌کارگیری اورانیوم یا پلوتونیوم به‌عنوان مواد شکافت‌پذیر، با آزادسازی انرژی فوق‌العاده زیاد، قابلیت ایجاد ویرانی‌های گسترده را دارند. در تاریخ دو بار از بمب هسته‌ای استفاده جنگی شده است که هر دو مورد در پایان جنگ جهانی دوم و در شهرهای هیروشیما و ناگازاکی رخ داد.
امروزه برخورداری از سلاحهای هسته‌ای همچنان به‌عنوان یک مؤلفه بازدارنده و امتیاز استراتژیک نزد برخی کشورها محسوب می‌شود؛ بااین‌حال، چارچوب‌های بین‌المللی تلاش می‌کنند گسترش و استفاده از این سلاح‌ها را محدود سازند. پیمان منع گسترش سلاحهای هسته‌ای (NPT) یکی از مهم‌ترین این توافق‌هاست که از یک‌سو مانع از انتقال فناوری و سلاحهای هسته‌ای به کشورهای غیرهسته‌ای می‌شود و از سوی دیگر، کشورهای دارنده تسلیحات را به‌‌مرور به کاهش زرادخانه‌های خود و حرکت به‌سمت خلع‌سلاح تعهد می‌دهد. این پیمان همچنین ناظر بر همکاری‌های صلح‌آمیز هسته‌ای تحت نظارت بین‌المللی است تا خطرات ناشی از انتشار فناوری‌های حساس کاهش یابد.
انرژی هسته‌ای در ایران
استفاده از انرژی هسته‌ای در ایران از دهه ۱۹۵۰ میلادی و در چارچوب برنامه «اتم برای صلح» با کمک ایالات متحده آغاز شد. هدف از این برنامه، بهره‌گیری از انرژی هسته‌ای برای تولید برق، تحقیقات علمی، و کاربردهای پزشکی و صنعتی بود.
برنامه هسته‌ای ایران از اوایل دهه ۲۰۰۰ میلادی به یکی از موضوعات چالش‌برانگیز سیاست جهانی تبدیل شد. کشورهای غربی، به‌ویژه ایالات متحده و اعضای اتحادیه اروپا، نسبت به احتمال انحراف این برنامه به‌سوی تولید سلاحهای هسته‌ای ابراز نگرانی کردند. این مسئله در نهایت منجر به اعمال تحریم‌های گسترده اقتصادی و فناورانه علیه ایران شد.
گفتنی‌ست اخیراً رئیس فراکسیون نظارت بر صنعت آب و برق مجلس شورای اسلامی از برنامه‌ریزی سازمان انرژی اتمی برای افزایش تولید برق هسته‌ای خبر داد و گفت: این سازمان هدف‌گذاری کرده که تا پایان برنامه هفتم توسعه، تولید ۲۰ هزار مگاوات برق هسته‌ای را در دستور کار قرار دهد.
براساس گزارش مؤسسه انرژی، ایران در سال ۲۰۲۴ میلادی با رشد ۱۰ درصدی در تولید برق هسته‌ای در رتبه ۲۹ جهان بین تولیدکنندگان این نوع انرژی قرار دارد. آمارها نشان می‌دهد تولید برق هسته‌ای کشور از ۶.۶ تراوات ساعت در سال ۲۰۲۳ به ۷.۳ تراوات ساعت در سال گذشته افزایش یافته است.
امضای توافق‌نامه احداث نیروگاه‌های هسته‌ای جدید بین ایران و روسیه
برجام
سال ۲۰۱۵، ایران و شش قدرت جهانی (ایالات متحده، بریتانیا، فرانسه، روسیه، چین و آلمان) به توافق «برجام» (برنامه جامع اقدام مشترک) دست یافتند. براساس این توافق، ایران متعهد شد بخش‌هایی از فعالیت‌های غنی‌سازی و ظرفیت سانتریفیوژهای خود را محدود کند؛ در مقابل، بخشی از تحریم‌های بین‌المللی، ازجمله ممنوعیت صادرات و واردات اقلام و فناوری هسته‌ای، مسدود شدن دارایی‌های نهادها و افراد مرتبط با برنامه هسته‌ای ایران، ممنوعیت واردات نفت و گاز از ایران و…، لغو شد.
بااین‌حال، در سال ۲۰۱۸ ایالات متحده به‌صورت یک‌جانبه از برجام خارج شد و تحریم‌ها را دوباره اعمال کرد. در واکنش، ایران نیز به‌تدریج برخی محدودیت‌های فنی توافق را کنار گذاشت و سطح غنی‌سازی اورانیوم و ذخایر خود را افزایش داد.
ایران اعلام کرده که قادر به تولید و ذخیره اورانیومی با غنای ۶۰ درصد بوده و از سال ۲۰۲۱ تاکنون مقادیر قابل‌توجهی از این اورانیومِ «نزدیک به سطح تسلیحاتی» را ذخیره کرده است. مقامات تهران می‌گویند این فعالیت‌ها در چارچوب برنامه‌‌های غیرنظامی دنبال می‌شود.
درحال‌حاضر، انرژی هسته‌ای در ایران جایگاهی مهم در سیاست‌های انرژی کشور دارد و به‌عنوان ابزاری برای تولید برق پایدار و کاهش وابستگی به سوخت‌های فسیلی شناخته می‌شود، هرچند همچنان در مرکز مذاکرات و توجهات بین‌المللی قرار دارد.
نیروگاه‌های هسته ای ایران
از میان تأسیسات هسته‌ای ایران، می‌توان به تأسیسات غنی‌سازی نطنز و فردو، رآکتور تحقیقاتی تهران و نیروگاه هسته‌ای بوشهر اشاره کرد. نیروگاه بوشهر که در سال ۲۰۱۱ به بهره‌برداری رسید، نخستین نیروگاه هسته‌ای فعال کشور است و با ظرفیت حدود ۱۰۰۰ مگاوات، بخشی از برق مورد نیاز شبکه سراسری را تأمین می‌کند. هدف از راه‌اندازی این نیروگاه، تنوع‌بخشی به منابع انرژی و کاهش مصرف سوخت‌های فسیلی عنوان شده است.
احداث ۲ فاز جدید نیروگاه هسته‌ای در بوشهر
پسماند هسته‌ای؛ تهدید جدی برای محیط‌زیست
پسماندهای هسته‌ای یکی از بزرگ‌ترین چالش‌های زیست‌محیطی در استفاده از انرژی هسته‌ای به شمار می‌روند. این پسماندها شامل مواد رادیواکتیوی هستند که در نتیجه فرایندهای شکافت در نیروگاه‌های هسته‌ای یا از کاربردهای صنعتی و پزشکی تولید می‌شوند.
مشکل اصلی در مورد این مواد، دوام و ماندگاری بسیار بالای آنها است؛ برخی از ایزوتوپ‌های رادیواکتیو می‌توانند هزاران سال در محیط باقی بمانند و در صورت آزاد شدن، خطرات جدی برای سلامت انسان و اکوسیستم‌ها ایجاد کنند. نشت این مواد به خاک یا آب‌های زیرزمینی می‌تواند منابع آب آشامیدنی را آلوده سازد و از طریق زنجیره غذایی، به انسان و سایر موجودات زنده منتقل شود.
اگر پسماندهای هسته‌ای به‌درستی مدیریت نشوند، به تهدیدی جدی برای آینده زمین و نسل‌های آینده تبدیل خواهند شد. از این‌رو، مدیریت ایمن آنها ضرورتی حیاتی دارد. این فرایند معمولاً شامل ذخیره‌سازی موقت در محفظه‌های مقاوم، سپس دفن عمیق در سازندهای زمین‌شناسی پایدار است تا احتمال نشت به حداقل برسد.
بااین‌حال، هنوز راه‌حل قطعی و کاملاً ایمنی برای مدیریت بلندمدت این پسماندها وجود ندارد. نگرانی‌ها درباره اثرات احتمالی آنها در مقیاس‌های زمانی هزارساله همچنان پابرجاست و بسیاری از کشورها درحال تحقیق برای یافتن روش‌های نوین، ازجمله بازیافت سوخت مصرف‌شده و کاهش طول عمر مواد رادیواکتیو از طریق فناوری‌های پیشرفته هستند.
سؤالات متداول
شکافت هسته‌ای در طبیعت خارج از کنترل انسان است، اما در نیروگاه‌های هسته‌ای این فرایند در داخل رآکتورها مدیریت می‌شود. کلید این کنترل، استفاده از میله‌های کنترل ساخته‌شده از موادی مانند کادمیوم یا بور است که توانایی جذب نوترون‌های آزاد را دارند و از این طریق از گسترش بی‌رویه واکنش زنجیره‌ای جلوگیری می‌کنند. با تنظیم تعداد این نوترون‌ها، میزان انرژی تولیدشده در رآکتور نیز تنظیم می‌شود. در شرایط اضطراری، با فرو راندن کامل میله‌های کنترل به درون رآکتور، تقریباً تمام نوترون‌ها جذب شده و واکنش زنجیره‌ای متوقف می‌شود؛ فرایندی که به‌عنوان خاموشی رآکتور شناخته می‌شود.
تأسیسات غنی‌سازی نطنز و فردو، رآکتور تحقیقاتی تهران و نیروگاه هسته‌ای بوشهر.
تولید برق هسته‌ای کشور از ۶.۶ تراوات ساعت در سال ۲۰۲۳ به ۷.۳ تراوات ساعت در سال گذشته افزایش یافته است.
در ۱ تیرماه ۱۴۰۴ (۲۲ ژوئن ۲۰۲۵)، نیروی هوایی و نیروی دریایی ایالات متحده به سه تأسیسات هسته‌ای ایران شامل فردو، نطنز و اصفهان حمله کردند.
