چرا غنی‌سازی؛ "لیزرهای گازکربنیک" محصول بومی‌سازی فناوری هسته‌ای در ایران

به‌خلاف تصویر کلیشه‌ای رایج، فناوری هسته‌ای صرفاً به‌معنای غنی‌سازی اورانیوم یا تولید برق نیست؛ بلکه گستره وسیعی از کاربردهای صلح‌آمیز و غیرنظامی را در بر می‌گیرد که در زندگی روزمره شهروندان ایرانی نقش‌آفرین است، از پزشکی هسته‌ای برای تشخیص و درمان انواع سرطان‌ها گرفته تا تولید رادیوداروها، پرتودرمانی، گندزدایی مواد غذایی و طراحی تجهیزات صنعتی پیشرفته، همگی ثمره دانش هسته‌ای بومی‌شده در کشور است.

در حوزه کشاورزی نیز فناوری هسته‌ای توانسته است با روش‌هایی همچون پرتودهی بذر، افزایش ماندگاری محصولات کشاورزی و کنترل آفات بدون استفاده از سموم شیمیایی، نقش مهمی در امنیت غذایی ایفا کند، همچنین با بهره‌گیری از ردیاب‌های هسته‌ای، پایش منابع آب‌های زیرزمینی و مدیریت منابع طبیعی با دقت بالاتری انجام می‌شود.

پیشرفت ایران در عرصه فناوری هسته‌ای، مرهون سرمایه‌گذاری بر پژوهش‌های علمی، تربیت نیروی متخصص و تلاش بی‌وقفه دانشمندان داخلی است. این دانش بومی نه‌تنها ایران را در باشگاه کشورهای دارای چرخه کامل فناوری هسته‌ای قرار داده، بلکه توان رقابت در عرصه بین‌المللی را نیز برای کشور فراهم کرده است.

پژوهشگاه علوم و فنون هسته‌ای؛ سنگر علم بومی

پژوهشگاه علوم و فنون هسته‌ای ایران به‌عنوان یکی از بازوهای اصلی سازمان انرژی اتمی، مسئولیت توسعه فناوری‌های پیشرفته هسته‌ای در حوزه‌های پزشکی، کشاورزی، صنعت، نانو، لیزر و محیط زیست را به‌عهده دارد. این پژوهشگاه با بهره‌گیری از نیروهای متخصص و زیرساخت‌های آزمایشگاهی پیشرفته، توانسته است محصولات و خدمات راهبردی بسیاری را به صنعت کشور ارائه کند و مسیر تجاری‌سازی دانش را هموار سازد.

در همین مسیر، دکتر امیرحسین فقهی؛ رئیس فقید پژوهشگاه علوم و فنون هسته‌ای ایران که نقشی مؤثر در این مسیر رو به رشد داشت، هدف ترور ناجوانمردانه رژیم صهیونیستی قرار گرفت و به شهادت رسید؛ اما راه او همچنان توسط شاگردان و همکارانش ادامه دارد.

یک پرونده علمی برای روایت توانمندی‌ها

پرونده‌ای علمی در حوزه انرژی هسته‌ای و کاربردهای آن در زندگی مردم گشوده‌ایم که این گزارش، دهمین بخش از این مجموعه تحلیلی ـ تخصصی است. در ادامه، به بررسی یکی از دستاوردهای مهم حوزه لیزرهای گازکربنیک می‌پردازیم که حاصل تلاش پژوهشگران داخلی است.

امروزه لیزرهای گازکربنیک یکی از پرکاربردترین انواع لیزرها در حوزه‌های مختلف صنعتی، پزشکی، پژوهشی و نظامی به‌شمار می‌روند. این لیزرها با طول موج تابشی در ناحیه فروسرخ (در بازه حدود 11 میکرومتر) هم به‌صورت پالسی و هم پیوسته کار می‌کنند. لیزرهای گازکربنیک پیوسته، جزو پرتوان‌ترین لیزرهای موجود در جهان هستند و تاکنون توان‌هایی نزدیک به 100 کیلووات از آن‌ها دریافت شده است.

طول موج‌های گسیلی این لیزرها جذب بالایی در اغلب مواد مولکولی دارند، ازاین‌رو ابزاری بسیار قدرتمند برای برهم‌کنش با مواد گوناگون محسوب می‌شوند. در مقایسه با بسیاری از انواع دیگر لیزرها، فناوری ساخت این لیزرها نسبتاً ساده است و همین موضوع باعث شده است آن‌ها در ردیف لیزرهای مقرون‌به‌صرفه قرار گیرند.

تشریح گام بعدی و چشم‌انداز آینده

در مسیر توسعه لیزرهای صنعتی، دو هدف عمده دنبال می‌شود: نخست، افزایش توان نمونه‌های موجود تا بیش از یک کیلووات و دوم، ارتقاء کیفیت اپتیکی باریکه خروجی، افزایش پایداری عملکرد و کاهش مصرف گاز. این اهداف به ساخت نمونه‌هایی منجر خواهد شد که از نظر بهره‌وری و قابلیت رقابت، توان همترازی با نمونه‌های تجاری بین‌المللی را داشته باشند.

در حوزه لیزرهای پزشکی، برنامه‌هایی برای ارتقاء ایمنی، کیفیت قطعات و طراحی ساختارهای نوین در دست اجرا است. یکی از این اقدامات، جایگزینی فیبرهای توخالی به‌جای بازوهای آینه‌ای برای انتقال باریکه نوری است که در سال‌های اخیر در سطح جهانی مورد توجه قرار گرفته است، همچنین ساخت لیزرهای گازکربنیک موج‌بر پزشکی با دمش RF، گامی کلیدی در مسیر توسعه این فناوری است. در بخش صنعتی نیز طراحی لیزرهای دمش RF بزرگ‌مقیاس با توان‌های چند کیلووات در دستور کار قرار دارد.

حوزه کاربرد و بازار هدف

کاربردهای متنوع این لیزرها در بخش‌های مختلف به‌شرح زیر است:

• صنعت: برشکاری، جوشکاری و فرآیندهای حرارتی
• نظامی: فاصله‌یاب لیزری، لیدار
• پژوهشی: پلاسما، لیزر، بیناب‌نگاری
• پزشکی: جراحی‌های پوست و مو، زیبایی و درمان‌های کم‌تهاجمی

دستاوردهای فناورانه همچون توسعه لیزرهای گازکربنیک، نشان می‌دهد ایران نه‌تنها در عرصه غنی‌سازی و تولید انرژی هسته‌ای حرفی برای گفتن دارد، بلکه در حوزه فناوری‌های پیشرفته کاربردی نیز با قدرت در حال رقابت با کشورهایی است که سال‌ها در این مسیر سرمایه‌گذاری کرده‌اند. این دستاوردها، ثمره هم‌افزایی میان پژوهشگران، نهادهای علمی و اراده ملی برای خودکفایی در فناوری‌های راهبردی است.

با ادامه مسیر علمی شهیدانی همچون دکتر فقهی و بهره‌گیری از ظرفیت پژوهشگاه علوم و فنون هسته‌ای، می‌توان امیدوار بود که ایران نه‌تنها در تأمین نیازهای داخلی، بلکه در صادرات فناوری‌های پیشرفته نیز به جایگاهی درخور دست یابد.