تحقیق نقش و کاربرد انرژی هسته ای در کشاورزی

 
تحقيقات كشاورزي
تزايد روزافزون جمعيت و كمبود مواد غذايي در دنيا موجب توجه دانشمندان به ازدياد محصولات كشاورزي و همچنين بهبود كيفيت آنها گرديده است. در اين راستا مواد راديواكتيو به كمك بررسي‎هاي كشاورزي شتافت و انقلاب عظيمي در كشاورزي به وجود آورد به طوري كه عناصر راديواكتيو يا نشاندار در اكثر رشته‎هاي كشاورزي از جمله مديريت آب و خاك و تغذيه گياهي، اصلاح نباتات و ژنتيك، دامپروري، كنترل آفات، صنايع غذايي و محيط زيست مورد استفاده قرار گرفته‎اند.
نيل به سوي كشاورزي پايدار بستگي به تعامل بين مواد غذايي خاك و منابع آبي موجود جهت توليد عملكرد مناسب دارد. در اين خصوص با استفاده از ايزوتوپ‎ها مي‎توان ميزان مطلوب كاربرد كودهاي شيميايي، بهترين زمان مصرف آنها،‌ مكان و مقدار آنها در خاك، بررسي فعاليت ميكروارگانيسم‎هاي خاكزي و همچنين نحوة‌ انتقال عناصر غذايي در خاك و گياه را بررسي نمود.
استفاده از روش ايجاد موتاسيون به منظور تنوع بخشيدن به محتويات ژنتيكي با هدف ارتقاء صفات كمي و كيفي در گياهان زراعي مورد توجه خاص قرار گرفته است. از طرف ديگر با توجه به اينكه مصرف مواد شيميايي به  منظور حفظ و نگهداري مواد غذايي نه تنها براي مصرف‎كنندگان بلكه براي محيط زيست مضر مي‎باشد، استفاده از پرتودهي محصولات كشاورزي به عنوان يك روش بي‎خطر استريليزه كردن در اكثر كشورهاي جهان متداول شده است. در رابطه با كنترل آفات از طريق پرتودهي و عقيم نمودن حشرات نيز گام‎هاي بسيار مثبتي در نقاط مختلف دنيا برداشته شده است.

مباني فيزيك هسته‎اي
ايزوتوپ‎ها (ويژگي‎ها و كاربرد)
اتم‎هاي يك عنصر را كه عدد اتمي يكسان و عدد جرمي متفاوت دارند، ايزوتوپ‎هاي آن عنصر مي‎نامند (بارهاي مثبت كه همان تعداد پروتون‎ها مي‎باشند را عدد اتمي و مجموع تعداد پروتون‎ها و نوترون‎هاي هستة يك اتم را عدد جرمي آن مي‎گويند).
ايزوتوپ‎هاي يك عنصر، اتم‎هايي هستند كه تعداد بارهاي مثبت موجود در هسته و نيز تعداد الكترون‎هايشان يكسان ولي تعداد نوترون‎هاي موجود در هستة آنها با هم متفاوت است. اغلب عناصر چند ايزوتوپ دارند و چون ساختار الكتروني ايزوتوپ‎ها يكسان است، واكنش‎هاي شيميايي آنها نيز مشابه مي‎شود (شكل 4-1). براي تشخيص هويت يك ايزوتوپ، عدد اتمي آن به صورت شاخص در پايين و سمت چپ نماد شيميايي آن، و عدد جرمي يا تعداد كل نوكلئون‎هاي آن به صورت شاخص در بالاي نماد شيميايي آورده مي‎شود. براي مثال سه ايزوتوپ اكسين را مي‎توان به صورت  ،   و    نشان داد. اما از آنجا كه عدد اتمي مترادف با نماد شيميايي است معمولاً شاخص پايين حذف مي‎گردد. بنابراين به عنوان مثال ايزوتوپ اكسيژن به صورت O16 نمايش داده مي‎شود. بايد توجه داشت كه فراواني همة ايزوتوپ‎ها با هم برابر نيست به عنوان مثال در مورد اكسيژن، 975/99 درصد اتم‎هاي طبيعي از نوع ‎O16 مي‎باشند. در حالي كه انواع ‎O17 و ‎O18 به ترتيب 037/0 درصد و 204/0 درصد از اكسيژن طبيعي را تشكيل مي‎دهند. در بين عناصر شيميايي، تعداد محدودي از آنها در مطالعات بيولوژيك مورد استفاده قرار مي‎گيرند و هر كدام از آنها حداقل داراي دو ايزوتوپ پايدار هستند.

فهرست مطالب:

نقش و کاربرد انرژی هسته ای در کشاورزی    1
تحقيقات كشاورزي    1
مباني فيزيك هسته‎اي    1
ايزوتوپ‎ها (ويژگي‎ها و كاربرد)    1
تابش گاما ‎ )    2
اكتيويتة ويژه    2
نيمه عمر    3
كاربرد راديو ايزوتوپ‎ها    3
عمرسنجي با ‎C14    3
اثرات بيولوژيكي پرتوها    5
سلول زنده و اثرات پرتوها    6
اصلاح نباتات از طريق ايجاد موتاسيون    7
پرتوهاي موتاژنيك    10
پرتوهاي ايكس    10
پرتوهاي گاما    10
پرتو ماوراء بنفش    11
پرتو بتا حاصل از محلول‎هاي ايزوتوپي    11
تأثير عوامل محيطي و بيولوژيكي در واكنش گياهان نسبت به پرتوهاي يونيزان    12
عوامل محيطي    12
اكسيژن    12
رطوبت    13
درجه حرارت    13
شرايط قبل و بعد از تيمار    13
نوع پرتو    13
عوامل بيولوژيكي    13
عوامل فيزيولوژيكي، مورفولوژي و شيميايي    14
اندازه و شكل بذر    14
پوشش بذر    14
اندازة جنين    14
مواد غذايي و شيميايي داخل بذر    15
تراكم يونهاي ايجاد شده    15
سن بذر    15
خواب بذر    16
اندام‎ها و اجزاء گياهي قابل پرتوتابي    16
كل گياه    16
بذور    16
دانة‌ گرده    17
مريستم‎ها    18
تأثير موتاژن‎ها بر روي بذور در نسل اول    18
ايجاد خسارت و كشندگي در گياهان    18
اثرات سيتولوژيكي    20
عقيم شدن    20
انتخاب والدين (ارقام) و انتقال نسل‎هاي 1M تا 3M به منظور انتخاب موتانت‎ها    21
معيارهاي انتخاب    22
برنامة مربوط به نسل 1M    22
آزمون‎هاي گلخانه‎اي    22
انتخاب موتاژن و ميزان دز    22
اندازة جمعيت نسل 1M    23
كاشت بذور    23
شرايط مزرعه    23
شرايط بذور    23
تراكم گياهان    24
ايزولاسيون مواد 1M    24
روش‎هاي ايزولاسيون در 1M    25
مخاطرات    25
بررسي گزارش‎هاي موجود در خصوص ويژگي‎هاي قابل تغيير با روش موتاسيون    26
سزيم ‎- 137 به عنوان وسيلة رديابي براي اندازه‎گيري فرسايش و دلايل انتخاب آن    26
معايب استفاده از سزيم ‎- 137    27
محاسبة مقدار سزيم ‎- 137 باقي مانده در خاك    28
روش ايزوتوپي در مطالعات كارآيي مصرف كود    28
كميت جذب نيتروژن از كود    29
اندازه‏‎گيري تثبيت بيولوژيكي نيتروژن    29
تعيين ميزان ذخيره آب در ناحية ريشه گياه    30
حشره‎شناسي و كنترل آفات    30
نشاندار كردن حشرات    31
نشاندار كردن با مواد غير راديواكتيو    31
نشاندار كردن با مواد راديواكتيو (كاربرد موضعي يا خارجي) در مطالعات گوناگون    33
كاربرد موضعي محلول حاوي P32  براي آزمايش نفوذپذيري يا دفع از كوتيكول حشرات    34
تعيين ميزان غذاي دريافت شده بين حشرات اجتماعي    35
اندازه‎گيري نيمه عمر بيولوژيكي رديابي‎هاي راديواكتيو در حشرات    36
بررسي سرعت جذب غذا در حشرات    37
علامتگذاري حشرات از طريق تزريق مادة راديواكتيو و قرار دادن آن در بدن حشره    39
علامتگذاري حشرات به وسيلة تغذيه از ميزبان علامتگذاري شده با راديوايزوتوپ    39
تعيين اندازة جمعيت    40
تأثير تابش پرتوها بر روي حشرات    40
روش مبارزة مستقيم    41
اثر پرتوتابي بر روي مراحل مختلف رشد حشرات    42
اثر بر روي مرحلة تخم    42
اثر بر روي مرحلة لاروي    43
اثر بر روي مرحلة شفيره‎گي    44
اثر بر روي مرحلة كامل    45
حساسيت گونه‎ها و نژادها در مقابل پرتو    46
روش غيرمستقيم    47
تكنيك عقيم كردن حشرات    47
مثالي از روش ‎SIT: ريشه‎كن ساختن مگس دام    50
بهداشت و محافظت از فرآورده‎هاي غذايي    53
اثرات پرتودهي مواد غذايي    54
تغذيه دام‎ها با مواد غذايي پرتودهي شده    54
تغييرات خصوصيات كيفي مواد غذايي پرتودهي شده    55
كنترل جوانه‎زني و قوة ناميه    57
كنترل آفات    57
افزايش زمان نگهداري مواد فاسدشدني    59
كنترل بيماري‎هاي ناشي از مواد غذايي آلوده    59