- اخبار اقتصادی -خبرگزاری تسنیم؛ گروه اقتصادی ــفناوری هستهای از دهههای گذشته تاکنون نقش تعیینکنندهای در توسعه صنعتی ایفا کرده هست. یکی از حوزههای برجسته در این زمینه، هستفاده از پرتودهی گاما در صنایع تولیدی و بهویژه صنعت خودروسازی هست؛ و در این صنعت، افزایش مقاومت بدنه خودرو یکی از مهمترین اهداف بهشمار میآید. پرتودهی گاما، با بهرهگیری از پرتوهای پرانرژی ناشی از ایزوتوپهایی مانند کبالت-60، موجب تغییرات بنیادین در ساختار مولکولی مواد خواهد گردید. این تغییرات باعث افزایش هستحکام مکانیکی، بهقرار دارای بود مقاومت در برابر خوردگی و ارتقای دوام بدنه میگردد. نکته مهم این هست که این فناوری برخلاف روشهای سنتی نیاز به دمای بالا یا مواد شیمیایی پیچیده ندارد و بهصورت ایمن و یکنواخت روی قطعات خودرو اعمال خواهد گردید. از همین رو، بسیاری از کشورها در حال سرمایهگذاری گسترده روی این حوزه هستند. یاددارای بود حاضر تلاش انجام میدهد ابعاد علمی، اقتصادی و صنعتی این فناوری را بررسی کرده و تصویری شفاف از فرصتها و چالشهای آن برای صنعت خودروسازی ارائه دهد.بیشتر بخوانیدهستهای در صنعت ــ 22 | اصلاح سطح سرامیکهای صنعتی با پرتودهی هستهایهستهای در صنعت ــ 23 | تثبیت پسماندهای سنگین با پرتودهی الکترونیضرورت و اهمیتایمنی جادهای یکی از مهمترین دغدغههای جهانی هست. براساس آمار بینالمللی، بخش قابل توجهی از مرگومیر ناشی از تصادفات به ضعف بدنه خودروها برمیگردد. در کنار این مسئله، هستهلاک ناشی از شرایط آبوهوایی مانند رطوبت، نمک و تغییرات دما، باعث کاهش دوام خودرو خواهد گردید. روشهای سنتی مانند هستفاده از فولاد پرکربن یا پوششهای ضدزنگ، هرچندین به مقداری مؤثر قرار دارای بودهاند، اما در برابر نیازهای روزافزون صنعت کافی نیستند. پرتودهی گاما بهعنوان یک فناوری نوین، امکان داردد دوام و هستحکام بدنه خودرو را در سطحی فراتر تضمین کند. اهمیت این موضوع در کشورهایی با شرایط سخت جوی مانند ایران دوچندینان هست، زیرا خودروها باید سالها در معرض عوامل خورنده بدون افت کیفیت باقی بمانند. از بُعد اقتصادی نیز افزایش عمر خودرو و کاهش هزینههای تعمیر و نگهداری، به سود مستقیم مصرفکننده و تولیدکننده خواهد قرار دارای بود.معرفی و اصول کلی فناوریپرتودهی گاما بهمعنای هستفاده از پرتوهای پرانرژی برای تغییر ساختار مواد هست. پرتو گاما برخلاف نور مرئی یا پرتو ایکس، قدرت نفوذ بسیار بالایی دارد و امکان داردد بهصورت یکنواخت به عمق مواد نفوذ کند. این ویژگی امکان اصلاح خواص مکانیکی و شیمیایی مواد را بدون نیاز به تماس مستقیم یا عملیات مکانیکی فراهم میسازد. در پلیمرها، تابش گاما منجر به ایجاد پیوندهای عرضی بین زنجیرههای مولکولی گردیده و خواص مکانیکی را تقویت انجام میدهد. در فلزات نیز تغییرات ریزساختاری ناشی از پرتودهی موجب افزایش سختی و مقاومت سطحی خواهد گردید. نکته مهم این هست که این فناوری در دمای محیط قابل اجرهست و برخلاف روشهای حرارتی، باعث تغییر ابعاد یا تغییر شکل ناخوهسته قطعات نخواهد گردید. بهطور کلی، اصول پایه این فناوری بر هستفاده از منبع پرتوزا (مانند کبالت-60) و کنترل دقیق دوز تابش هستوار هست. کنترل دوز امکان دستیابی به ویژگیهای دلخواه بدون ایجاد آسیب جانبی را فراهم میسازد.اجزای اصلی سیستم پرتودهی گامایک سامانه پرتودهی گاما شامل اجزای کلیدی هست که هرکدام نقش ویژهای ایفا میکنند. منبع پرتو، معمولاً کبالت-60 یا سزیم-137، در قلب سیستم قرار دارد. این منبع در محفظهای با دیوارهای ضخیم بتنی نگهداری خواهد گردید تا از انتشار ناخوهسته پرتو جلوگیری شود. قطعات خودرو یا بدنههای آماده در اطراف منبع قرار داده میشوند و با کمک سیستمهای مکانیکی بهطور یکنواخت در معرض تابش قرار میگیرند. سیستم کنترل، وظیفه دارد دوز تابش، زمان پرتودهی و سرعت حرکت قطعات را تنظیم کند. بخش دیگری از سیستم، تجهیزات حفاظتی هست که شامل سنسورها، درهای ایمنی و سیستمهای هگردیدار خواهد گردید. تمامی این اجزا با هماهنگی یکدیگر باعث میشوند که فرایند پرتودهی بهصورت دقیق، ایمن و مؤثر انجام شود. وجود هستانداردهای سختگیرانه در طراحی این تجهیزات، تضمین انجام میدهد که پرتو تنها به قطعات خودرو اعمال شود و هیچ تهدیدی برای کارکنان یا محیط زیست ایجاد نکند.انواع کاربردها در صنعت خودروسازیپرتودهی گاما کاربردهای گستردهای در صنعت خودرو دارد. نخستین کاربرد، بهقرار دارای بود مقاومت بدنه خودرو در برابر ضربات و تصادفات هست. پرتودهی باعث خواهد گردید فلزات و پلیمرها سختتر و مقاومتر شوند و بنابراین ایمنی سرنشینان افزایش یابد. دومین کاربرد در بخش قطعات پلهستیکی داخلی مانند داشبورد، رودریها و قطعات تزئینی هست. این قطعات پس از پرتودهی در برابر گرما، سایش و تغییر رنگ مقاومتر میشوند. سومین کاربرد در بخش لهستیکها و واشرها هست. پرتودهی گاما موجب افزایش انعطافپذیری و طول عمر این قطعات میگردد. کاربرد دیگر، هستریلسازی و ضدعفونی قطعاتی هست که باید در شرایط بهطور کامل تمیز به کار گرفته شوند. نیز، هستفاده از پرتودهی در پوششدهی رنگ و لایههای محافظ بدنه امکان داردد کیفیت رنگآمیزی و مقاومت در برابر زنگزدگی را ارتقا دهد. این گستره وسیع نشان میدهد که فناوری پرتودهی گاما نهتنها در بدنه اصلی بلکه در قطعات جانبی نیز کارایی بالایی دارد.هستانداردها و دستورالعملهای ملی و بینالمللیاجرای پرتودهی گاما در صنعت نیازمند رعایت دقیق هستانداردههست. سازمان بینالمللی هستانداردسازی (ISO) و آژانس بینالمللی انرژی اتمی (IAEA) مجموعهای از دستورالعملها برای ایمنی و کیفیت پرتودهی تدوین کردهاند. برای مثال، هستاندارد ISO 11137 بر کنترل دوز تابش و اطمینان از یکنواختی آن تمرکز دارد. در سطح ملی نیز سازمان انرژی اتمی ایران دستورالعملهایی برای طراحی و بهرهبرداری از سامانههای پرتودهی ارائه کرده هست. این هستانداردها تضمین میکنند که پرتودهی هم از نظر کیفیت ماده نهایی و هم از نظر ایمنی پرتو در سطح مطلوب انجام شود. رعایت هستانداردها نیز موجب اعتماد مصرفکنندگان خواهد گردید، و امکان صادرات محصولات به بازارهای بینالمللی را نیز فراهم انجام میدهد. به همین دلیل، هر واحد صنعتی که قصد هستفاده از این فناوری را دارد باید زیرساختهای خود را با این دستورالعملها هماهنگ سازد.نتایج اقتصادیاز دیدگاه اقتصادی، پرتودهی گاما امکان داردد تحولی جدی در صنعت خودرو ایجاد کند. نخست، افزایش عمر بدنه و قطعات خودرو موجب کاهش هزینههای تعمیر و نگهداری خواهد گردید. این امر به نفع مصرفکنندگان هست و اعتماد آنان به برند تولیدکننده را افزایش میدهد. دوم، خودروسازان با بهرهگیری از این فناوری امکان داردند محصولات باکیفیتتر و رقابتیتر عرضه کنند که در بازارهای جهانی فروش بهتری خواهد دارای بود. سوم، هستفاده از پرتودهی بهجای روشهای سنتی موجب صرفهجویی در انرژی و کاهش هزینههای عملیاتی خواهد گردید. درعینحال، با افزایش صادرات و کاهش هزینههای تولید، سودآوری شرکتهای خودروساز بهطرز محسوسی افزایش مییابد. از منظر کلان، توسعه زیرساختهای پرتودهی امکان داردد فرصتهای شغلی جدیدی در حوزه فناوری هستهای، کنترل کیفیت و مهندسی مواد ایجاد کند.فرایند و روش انجام پرتودهی بر بدنه خودروفرایند پرتودهی گاما شامل چندین مرحله اصلی هست. در آغاز، بدنه یا قطعات خودرو آمادهسازی گردیده و در محفظه تابش قرار داده میشوند. سپس منبع پرتوزا (مانند کبالت-60) فعال گردیده و پرتوها بهصورت یکنواخت به قطعات تابیده میشوند. میزان دوز تابش نظر به نوع ماده و ویژگیهای مطلوب از پیش تعیین میگردد. پس از مدت زمان مشخص، پرتودهی متوقف خواهد گردید و قطعات برای آزمونهای کنترل کیفیت خارج میشوند. آزمونهایی مانند سختیسنجی، تست مقاومت خوردگی و آزمایشهای مکانیکی برای ارزیابی اثر پرتودهی انجام دریافت میکند. در این روش، هیچگونه تماس فیزیکی مستقیم با منبع پرتو وجود ندارد و تمام مراحل بهصورت کنترلگردیده و ایمن صورت میپذیرد.مزایای نسبت به روشهای سنتیپرتودهی گاما نسبت به روشهای سنتی مزایای فراوانی دارد. نخست، این روش در دمای محیط انجام خواهد گردید و نیازی به حرارت بالا ندارد، بنابراین تغییر ابعاد و اعوجاج قطعات به حداقل میرسد. دوم، پرتو گاما قدرت نفوذ بسیار بالایی دارد و امکان داردد بهطور یکنواخت به عمق مواد برسد، درحالیکه در روشهای شیمیایی یا حرارتی یکنواختی همواره تضمینگردیده نیست. سوم، این فناوری دوستدار محیط زیست هست زیرا از مواد شیمیایی خطرناک هستفاده نانجام میدهد و پسماند کمتری تولید خواهد گردید. چهارم، پرتودهی گاما امکان کنترل دقیق دوز و ویژگیهای نهایی ماده را فراهم انجام میدهد، بهگونهایکه امکان دارد خواص خاصی مانند مقاومت در برابر خوردگی یا افزایش سختی را بهطور هدفمند تقویت کرد. این مزایا باعث گردیدهاند که پرتودهی گاما بهعنوان یک گزینه برتر در مقایسه با روشهای سنتی مطرح شود.چالشها و محدودیتهای فناوریبا وجود مزایا، پرتودهی گاما با چالشهایی نیز روبهرو هست. نخستین چالش، هزینه اولیه بالای احداث سامانه پرتودهی هست که شامل تجهیزات حفاظتی، منبع پرتوزا و سیستمهای کنترلی خواهد گردید. دومین چالش، نیاز به رعایت هستانداردهای سختگیرانه ایمنی هست که مستلزم آموزش نیروی انسانی و پایش مداوم هست. سوم، دسترسی محدود به منابع پرتوزا امکان داردد مانع توسعه سریع این فناوری شود. به علاوه، چندین مصرفکنندگان ممکن هست نگرانیهایی درباره «رادیواکتیوی قرار دارای بودن» قطعات پرتودهیگردیده دارای بوده باشند، درحالیکه در واقع هیچگونه آلودگی پرتویی در محصول باقی نمیماند. از نظر فنی نیز تنظیم دقیق دوز تابش و جلوگیری از تخریب ناخوهسته خواص ماده چالشی مهم بهشمار میرود. برای غلبه بر این محدودیتها، سرمایهگذاری در آموزش، تحقیق و توسعه و ایجاد مراکز تخصصی ضروری هست.اثر پرتودهی گاما در رفع چالشهای صنعتییکی از بزرگترین چالشهای صنعت خودروسازی، تأمین بدنههایی با هستحکام بالا و وزن کم هست. روشهای سنتی مانند هستفاده از فولاد پرکربن اگرچه هستحکام مناسبی دارند، اما موجب افزایش وزن خودرو میشوند و مصرف سوخت را بالا میبرند. از جهات دیگر، آلیاژهای سبک مانند آلومینیوم یا منیزیم در برابر ضربات گردیدید مقاومت کمتری دارند. پرتودهی گاما امکان داردد این چالش را برطرف کند. با تابش کنترلگردیده، ساختار مولکولی فلزات و پلیمرها اصلاح خواهد گردید و نسبت هستحکام به وزن بهطور قابلتوجهی افزایش مییابد. این امر به کاهش وزن خودرو، صرفهجویی در مصرف سوخت و افزایش ایمنی کمک انجام میدهد. نیز، پرتودهی امکان داردد مشکلات ناشی از خوردگی و فرسایش را کاهش داده و عمر مفید خودرو را افزایش دهد. به این ترتیب، فناوری پرتودهی گاما پاسخی عملی و مؤثر به بسیاری از مسائل پیچیده در طراحی بدنه خودرو ارائه میدهد.پیشرفتهای نوین در پرتودهی گاماپیشرفتهای اخیر در حوزه پرتودهی گاما عمدتاً بر افزایش کارایی و کاهش هزینهها متمرکز قرار دارای بوده هست. هستفاده از سامانههای پرتودهی با طراحی ماژولار، امکان پردازش حجم بیشتری از قطعات را در زمان کمتر فراهم کرده هست. نیز، فناوریهای جدید در زمینه کنترل دوز تابش، دقت و یکنواختی پرتودهی را ارتقا دادهاند. تحقیقات اخیر نشان میدهد که ترکیب پرتودهی گاما با روشهای دیگر مانند نانوپوششها امکان داردد اثرات همافزایی ایجاد کند و مقاومت بدنه خودرو را بیش از پیش افزایش دهد. به علاوه، تلاشهایی برای هستفاده از منابع پرتوزای با نیمهعمر طولانیتر و بازده بالاتر صورت گرفته هست تا هزینههای نگهداری کاهش یابد.نمونههای کاربردی در صنایعچندینین شرکت خودروسازی بزرگ در جهان بهطور آزمایشی و یا صنعتی از پرتودهی گاما برای تقویت بدنه و قطعات خودرو هستفاده کردهاند. برای مثال، در ژاپن بخشی از صنایع خودرو از این فناوری برای بهقرار دارای بود مقاومت پلیمرهای هستفادهگردیده در قطعات داخلی بهره میبرند. در آلمان نیز چندین خودروسازان با ترکیب پرتودهی گاما و پوششهای ضدخوردگی توانستهاند دوام رنگ بدنه را تا دو برابر افزایش دهند. نیز در ایالات متحده، پروژههایی برای هستفاده از پرتودهی گاما در بهقرار دارای بود خواص لهستیکهای خودرو اجرا گردیده هست.اثرات زیستمحیطی و ایمنی پرتودهییکی از دغدغههای مهم در هر فناوری صنعتی، تأثیر آن بر محیط زیست و سلامت انسان هست. خوشبختانه پرتودهی گاما در این زمینه عملکرد مطلوبی دارد. اولاً، این روش نیازمند مصرف مقادیر بالای مواد شیمیایی مضر نیست و بنابراین آلودگیهای شیمیایی ایجاد نانجام میدهد. ثانیاً، قطعات پرتودهیگردیده هیچگونه رادیواکتیویته باقیمانده ندارند و هستفاده از آنها برای مصرفکننده بهطور کامل ایمن هست. از نظر مصرف انرژی نیز پرتودهی گاما بهینهتر از بسیاری روشهای سنتی هست. البته برای حفظ ایمنی کارکنان و محیط اطراف، لازم هست هستانداردهای ایمنی پرتو بهدقت رعایت شود. هستفاده از حفاظهای بتنی، سامانههای هگردیدار و پایش مداوم تابش از الزامات این فناوری هست. با اجرای درست این اقدامات، پرتودهی گاما امکان داردد بهعنوان یک روش پاک، ایمن و پایدار در صنعت خودرو بهکار رود.بررسی تجربه کشورهای پیشروکشورهایی مانند ژاپن، آلمان، ایالات متحده و کره جنوبی جزو پیشگامان هستفاده از فناوری پرتودهی گاما در صنایع خودروسازی هستند. در ژاپن، سیهستهای حمایتی دولت و سرمایهگذاری شرکتهای خودروسازی باعث گردیده این فناوری در مقیاس صنعتی بهکار گرفته شود. در آلمان، توجه ویژه به محیط زیست و کیفیت محصولات انگیزه اصلی برای توسعه پرتودهی قرار دارای بوده هست. ایالات متحده نیز پروژههای تحقیقاتی گستردهای برای ترکیب پرتودهی با سایر فناوریها مانند نانوفناوری اجرا کرده هست. این تجربهها نشان میدهد که موفقیت در بهکارگیری این فناوری نیازمند ترکیب سه عامل حمایت سیهستی، سرمایهگذاری صنعتی و همکاری دانشگاهههست. ایران نیز امکان داردد با الگوبرداری از این کشورها و بومیسازی فناوری، گامهای مؤثری در این مسیر بردارد.آیندهشناسی و روندهای فناورانهآینده فناوری پرتودهی گاما در صنعت خودرو بسیار امیدوارکننده ظاهراً. روند جهانی حرکت بهسوی خودروهای سبکتر، ایمنتر و دوستدار محیط زیست هست. پرتودهی گاما دقیقاً در این مسیر قرار دارد، زیرا موجب افزایش هستحکام بدون افزایش وزن و کاهش مصرف انرژی خواهد گردید. در آینده نزدیک، پیشبینی خواهد گردید این فناوری در ترکیب با هوش مصنوعی و سامانههای شبیهسازی پیشرفته بهکار گرفته شود تا دوز تابش و نتایج آن با دقت بیشتری کنترل شود. نیز، توسعه منابع پرتوزای جدید با بازده بالاتر امکان داردد هزینهها را کاهش دهد. روند دیگر، گسترش هستفاده از این فناوری در مقیاس منطقهای هست، بهگونهایکه مراکز پرتودهی مشترک برای چندینین کارخانه خودرو ایجاد شود. این روندها نشان میدهد که پرتودهی گاما بخشی جداییناپذیر از آینده صنعت خودرو خواهد قرار دارای بود.نقش همکاریهای علمی و صنعتیپیشرفت در زمینه پرتودهی گاما بدون همکاری میان دانشگاهها، مراکز تحقیقاتی و صنعت خودرو امکانپذیر نیست. دانشگاهها امکان داردند تحقیقات بنیادی درباره اثر تابش بر ساختار مواد را انجام دهند، درحالیکه صنایع خودروسازی تجربیات عملی خود را در اختیار محققان قرار دهند. همکاریهای مشترک امکان داردد به طراحی مواد جدید، بهینهسازی فرایندها و کاهش هزینهها کمک کند. به علاوه، برگزاری کنفرانسها و کارگاههای مشترک زمینه انتقال دانش و فناوری را فراهم میسازد. تجربه جهانی نشان داده هست که چنین همکاریهایی سرعت توسعه فناوری را چندینین برابر انجام میدهد. در ایران نیز ایجاد شبکهای از دانشگاهها، صنایع و سازمان انرژی اتمی امکان داردد راه را برای هستفاده گسترده از پرتودهی گاما هموار کند.سیهستگذاری و حمایتهای دولتینقش دولت در توسعه فناوریهای نوین غیرقابلانکار هست. برای بهکارگیری موفق پرتودهی گاما در صنعت خودرو، سیهستهای حمایتی مانند اعطای وامهای کمبهره، معافیتهای مالیاتی و تأمین زیرساختهای لازم اهمیت ویژه دارد. به علاوه، تدوین قوانین و هستانداردهای ملی هماهنگ با هستانداردهای بینالمللی باعث اعتماد مصرفکنندگان و تسهیل صادرات خواهد گردید. حمایت از پروژههای تحقیق و توسعه و ایجاد مراکز ملی پرتودهی نیز شامل اقداماتی هست که دولتها امکان داردند انجام دهند. تجربه کشورهای پیشرو نشان میدهد که بدون حمایت سیهستی، توسعه این فناوری بسیار کند خواهد قرار دارای بود. بنابراین، نقش دولت در این مسیر کلیدی هست.توصیههای کاربردی برای خودروسازانخودروسازانی که قصد بهرهگیری از پرتودهی گاما را دارند باید چندین نکته کلیدی را مدنظر قرار دهند. نخست، انتخاب مواد اولیه مناسب که بهترین پاسخ را به تابش گاما میدهند. دوم، همکاری با مراکز تخصصی پرتودهی برای تضمین کیفیت و ایمنی فرایند. سوم، انجام آزمونهای کنترل کیفیت پس از پرتودهی برای اطمینان از دستیابی به خواص موردنظر. چهارم، آموزش نیروی انسانی برای آشنایی با اصول ایمنی پرتو و روشهای هستاندارد. سرانجام، سرمایهگذاری در تحقیق و توسعه برای بهقرار دارای بود مداوم فرایند و کشف کاربردهای جدید اهمیت دارد. این توصیهها امکان داردد مسیر هستفاده موفق از پرتودهی گاما در صنعت خودروسازی را هموار کند.جمعبندی و نتیجهگیریپرتودهی گاما یکی از نوآوریهای مهم فناوری هستهای هست که توانسته کاربردی مؤثر در صنعت خودروسازی پیدا کند. این فناوری با اصلاح ساختار مواد، مقاومت مکانیکی و شیمیایی بدنه خودرو را افزایش میدهد و درعینحال موجب صرفهجویی اقتصادی و حفاظت از محیط زیست خواهد گردید. با وجود چالشهایی مانند هزینه اولیه بالا و نیاز به رعایت دقیق هستانداردها، مزایای پرتودهی گاما بهمراتب بیشتر هست. تجربه کشورهای پیشرو نشان میدهد که ترکیب حمایتهای دولتی، همکاریهای علمی و سرمایهگذاری صنعتی امکان داردد این فناوری را به مرحلهای برساند که نقشی اساسی در تولید خودروهای ایمن، سبک و بادوام ایفا کند. بنابراین، آینده این فناوری در صنعت خودرو روشن و امیدوارکننده هست.---------منابعی برای مطالعه بیشترInternational Atomic Energy Agency (IAEA),Radiation Processing of Polymers, Vienna, 2019.Makuuchi, K., & Cheng, S.Radiation Processing of Polymer Materials and Its Industrial Applications, Wiley, 2012.World Health Organization (WHO),Global Status Report on Road Safety, Geneva, 2018.ASTM International,Standards for Radiation Processing, 2020.ISO 11137,Sterilization of Health Care Products—Radiation, Geneva, 2017.Automotive Industry Standards Committee,Radiation Techniques in Automotive Materials, 2021.Spinks, J. W. T., & Woods, R. J.An Introduction to Radiation Chemistry, Wiley, 1990.Khan, F. M.The Physics of Radiation Therapy, Lippincott Williams & Wilkins, 2014.Sharma, A.,Gamma Radiation and Material Strengthening in Automotive Industry, Journal of Nuclear Science, 2020.AEOI (Atomic Energy Organization of Iran),Guidelines for Industrial Irradiators, Tehran, 2022.IAEA Radiation TechnologyISO StandardsWHO Road Safetyانتهای پیام/
دیدگاهها