لماذا يزرع دوار الشمس حول محطات الطاقة النووية ؟

هل تعلم أن نبات دوار الشمس هو الرمز الدولي لنزع السلاح النووي ؟

“في عام 1996 ، عندما قررت أوكرانيا التخلي عن سلاحها النووي ، قامت بزراعة نبات دوار الشمس في قاعدة صواريخ في البلاد للاحتفال بهذه المناسبة الضخمة. ومنذ ذلك الحين، أصبح دوار الشمس رمزا لعالم خال من الأسلحة النووية،

هذا ليس كل ما في القصة. فقد اكتشف العلماء أن زراعة نبات دوار الشمس بعد وقوع حادث نووي قد تساهم في تنظيف المناطق الملوثة من الإشعاع إذا توفرت الظروف المناسبة.

يستهلك دوار الشمس كميات كبيرة من النظائر المشعة و يعزلها في سيقانه و أوراقه ونتيجة لذلك يتم استخدام هذا النبات الرائع في تنظيف أماكن التلوث من المواد المشعة بعد حدوث الكوارث النووية.

دوار الشمس في تشيرنوبيل

عندما انفجر مفاعل تشيرنوبيل للطاقة النووية ، أطلق قلب المفاعل أكثر من 100 عنصر مشع في البيئة . وفي محاولة لتقليل آثار الكارثة تم زراعة دوار الشمس لسحب النظائر المشعة وتطهير البيئة من خلال المعالجة النباتية .

بدأت الفكرة حينما قامت شركة أمريكية في عام 94 بزراعة دوار الشمس في طوف عائم للتخلص من النظائر المشعة الموجودة في الماء الموجود في بركة مساحتها 75م² كانت موجودة على مسافة 1كم فقط من موقع المفاعل .

لاحظ العلماء أن النباتات تمتص السيزيوم المشع (¹³⁷Cs)والسترونتيوم المشع (⁹⁰ Sr) من الماء بشكل انتقائي وأشارت هذه النتائج إلى أن حوالي 95٪ من النويدات المشعة قد تم تطهيرها في غضون عشرة أيام فقط. في حين أن غالبية¹³⁷Cs بقيت في الجذور ، فإن معظم ⁹⁰Sr قد انتقل إلى البراعم. عباد الشمس لم يستقلب النويدات المشعة. تم حرقها وتم التخلص من النفايات المشعة بأمان.

كيف يفعلها ؟

• على الأرجح أنه حينما نشأت الحياة على الأرض عندما كانت مستويات الإشعاع أعلى بكثير مما هي عليه اليوم. لذلك، فإن النباتات منحها الله طرقا تمكنها من البقاء حية في ظل الظروف القاسية والمعاكسة، لذلك ليس غريباً أن بعض النباتات وُهبت أنظمة معقدة تسمح لها بامتصاص وإزالة المواد السامة وحتى المشعة.
• يتمتع دوار الشمس بالقدرة على امتصاص كميات كبيرة جدا من العناصر السامة في أنسجته ، مثل¹³⁷Cs و⁹⁰Sr ، والتي تم العثور عليها في المواقع الملوثة إشعاعيا (التربة والبرك) حول محطة توليد الكهرباء. بسبب هذه القدرة المعززة على امتصاص المعادن، تسمى المراكمة المفرطة.
• لا يمكن لجميع النباتات البقاء على قيد الحياة بعد امتصاص السموم. لا تستطيع الكثير من النباتات درء التسمم والهلاك. ومع ذلك ، فإن الكتلة الحيوية الضخمة لعباد الشمس وقدرتها على النمو بسرعة تسمح لها بعزل الملوثات ومواصلة النمو.
• تحاكي بعض النظائر النووية العناصر الغذائية التي يمتصها دوار الشمس عناصر عادية في التربة. السيزيوم مثلاً يحاكي البوتاسيوم ، وهو ضروري لعملية التمثيل الضوئي ، في حين أن السترونتيوم يوازي كيمياء الكالسيوم ، وهو أمر ضروري للنمو والتطور الهيكلي للنبات. أثناء البحث عن هذه العناصر الغذائية ، يمتص النبات بسهولة السيزيوم والسترونتيوم اللذين يحاكيان هذه العناصر المهمة له.
• ينقل دوار الشمس الملوثات من الجذور إلى السيقان النامية ، أي أن الملوثات المشعة الممتصة تتركز في الكتلة الحيوية للنبات ، ويتم تحويلها إلى أشكال قائمة على الكربون.
• يمكن التخلص من النباتات الملوثة عن طريق الحرق ، حيث يحرق النبات بشكل تام حتى يتحول إلى كربون يتحد مع الأكسجين منتجاً ثاني أكسيد الكربون وتاركاً خلفة النفايات المشعة والمواد غير العضوية والتي يتم تحويلها إلى زجاج عن طريق التزجيج وتخزينها بأمان تحت الأرض. ويمكن استخدام الحرارة الناتجة عن عملية الحرق ذاتها في انتاج الطاقة وتقليل التكلفة.
• هناك دائما فرصة لامتصاص الحيوانات أو الطيور للنباتات المفرطة التراكم ، مما ينشر التلوث عبر السلسلة الغذائية. لذلك عادة ما يحصد عباد الشمس قبل أن يبدأ في حمل البذور ، لأن الهدف هو حصاد الكتلة الحيوية التي تحتوي على الملوثات. بمجرد بدء الإزهار وإنتاج البذور ، لا تنمو النباتات كثيرا خضريا (تعرف الجذور والسيقان والأوراق باسم الأجزاء الخضرية للنبات) ، أي أن إنتاج الأنسجة القابلة للحصاد لتخزين الملوثات أقل بكثير.

دوار الشمس في فوكوشيما

تمت محاولة استخدام دوار الشمس أيضاً عقب كارثة فوكوشيما النووية في اليابان عام 2013 للتخلص من النفايات المشعلة لكن كان النجاح محدود حيث كان السيزيوم المشع مرتبطاً أكثر بجزيئات التربة مما أعاق عملية التخلص منه . وبالرغم من النتائج المخيبة هنا إلا أن بعض العلماء أرجعها إلى استخدام نوع مختلف من دوار الشمس ليست لديها القدرة ذاتها .

سلط هذا الفشل الضوء على أنواع أخرى من النباتات المرشحة و التي يمكنها تركيز الملوثات دون أن تهلك مثل خردل الحقل و نبات القطيفة و نبات عرف الديك ثم يتم التخلص من النبات لاحقاً .

في حين أن معالجة المواقع الملوثة باستخدام دوار الشمس يبدو نهجا واعدا ، إلا أن هناك العديد من المؤثرات ، فدوار الشمس لا يمتص جميع المعادن المشعة ، وبالتالي لا يمكنه تنظيف المواقع الملوثة بالكامل وحده، ويجب زراعته مع نباتات أخرى تراكم عناصر أخرى .

بالإضافة إلى ذلك ، تحقق المعالجة النباتية أفضل النتائج في المواقع التي بها تلوث سطحي. وهناك عوامل أخرى، مثل خصائص النفايات المشعة وتركيز النويدات المشعة المستهدفة في النفايات.

خلاصة :

يتميز دوار الشمس ليس فقط بمظهره الخلاب لكن بقدرة الفريدة على مقاومة التلوث الإشعاعي وتركيز النظائر المشعة في سيقانه وأوراقه والتي يتم التخلص منها لاحقاً مما يساهم في تطهير البيئة من المواد المشعة بشكل طبيعي ورائع .