کاربردهای غنی سازی اورانیوم تنها به تولید انرژی و برق محدود نمی‌شود. امروزه از اورانیوم غنی شده در ساختارهای صنعتی، پزشکی، نظامی و… استفاده می‌شود که به طور مختصر به آنها خواهیم پرداخت.
سو چیست
سو یا swu یکی از واژه‌هایی است که پس از صحبت‌های رهبری مبنی بر اینکه سازمان انرژی اتمی تولید 190 هزار سو را از سر بگیرد، در دو هفته اخیر به مراتب تکرار شده است. میزان کاری که برای جدا سازی ایزوتوپ سبکتر اورانیوم از ایزوتوپ سنگین‌تر، به منظور افزایش درصد خلوص اورانیوم 235 مورد نیاز است، سو خوانده می‌شود.
بی بی سی، به منظور ساده سازی مفهوم سو برای مخاطبان –تعریف دقیق سو نیاز به دانش فنی و اشراف به محاسبات ریاضی از سوی مخاطبین دارد- از جدولی که از قبل آماده شده، استفاده کرده است. در این جدول، برای تولید هر کیلو اورانیوم با خلوص 4 درصد، به 6 سو نیاز است. بدیهی است ارقام فوق، با توجه به میانگین خلوص اورانیوم استخراج شده از طبیعت محاسبه شده است.
بیشتر بخوانید: دستور اوباما برای حمله سایبری به تاسیسات هسته ای ایران
علی اکبر صالحی رئیس سازمان انرژی اتمی ایران می‌گوید، برای تامین سوخت نیروگاه اتمی بوشهر سالانه به 30 تن اورانیوم غنی شده با خلوص 4 درصد نیاز داریم. تامین این میزان اورانیوم غنی شده از حدود 300 تن اورانیوم با نزدیک به 190 هزار سو انجام خواهد پذیرفت. از این میزان اورانیوم غنی شده، مقداری نیز صرف تحقیق و توسعه و راکتور تحقیقاتی تهران خواهد شد.
هر سانتریفیوژ ظرفیت سو مشخصی دارد. به بیان دیگر، برای تولید این میزان اورانیوم غنی شده، به تقریبا 190 هزار سانتریفیوژ نسل آی آر یک یا 8000 سانتریفیوژ نسل 8 نیاز داریم. نظنز، گنجایش 45000 سانتریفیوژ نسل 8 را دارد، این مساله در آنجا حائز اهمیت است که با توجه زیر ساختهای لازم، امکان تولید و به کارگیری سانتریفیوژ نسل هشت در نظنز امکان‌پذیر است.
علی اکبر صالحی، رئیس سازمان انرژی اتمی ایران، با حضور در نشست خبری توضیح داد، تلاش ایران برای دستیابی به 190 هزار سو بر خلاف تعهداتش در برجام نیست. چراکه، ایران تنها در این مدت قصد تحقیق و توسعه و ایجاد آمادگی در زمینه زیر ساختها را دارد. وی در ادامه توضیح داد، رسیدن به 190 هزار سو نیازمند 10 سال وقت است. در واقع ایران در سال 2028 که سه سال از موعد توافق برجام گذشته، به 190 هزار سو دست خواهد یافت.
دلیل اصلی نگرانی غرب از برنامه هسته‌ای ایران چیست
در این رابطه، تئوری‌های گوناگونی وجود دارد. نکته قابل توجه اینست که هیچ یک از دلایل عنوان شده، برای ما قابل آزمون نیستند. در واقع، با توجه به استفاده از ابزار رسانه توسط غرب، امکان کنترل افکار عمومی برای این دولت‌ها وجود دارد. بنابراین، در این قسمت تنها به بررسی ادعای مطرح شده توسط این رسانه‌ها مبنی بر خطر دستیابی ایران به سلاح هسته‌ای می‌پردازیم.
بر طبق اطلاعات رسمی، تاکنون هشت کشور چین، آمریکا، روسیه، فرانسه، بریتانیا، پاکستان، هند و کره شمالی سلاح هسته‌ای دارند. در رابطه با رژیم غاصب صهیونیستی نیز گزارش‌های غیر رسمی از وجود 85 کلاهک اتمی در این کشور پرده برداشته‌اند. علاوه بر این، کشورهایی همچون اکراین در گذشته سلاح اتمی داشته‌اند و اکنون آنرا از بین برده‌اند.
بیشتر بخوانید: الماس، زباله های هسته ای را به باتری تبدیل می‌کند!
این نکته در جایی اهمیت بیشتری پیدا می‌کند، که ایران با کشور پاکستان که دارای سلاح اتمی است، همسایگی خاکی دارد. از طرف دیگر، روابط ایران و اسرائیل سالها دستخوش تنش‌های شدیدی بوده است. در نهایت، آمریکا نیز که به بهانه‌های مختلف از برجام خارج شده است، خود دارای بیشترین کلاهک اتمی در دنیا است.
به گزارش گاردین برای تولید هر کلاهک اتمی تقریبا به 50 کیلوگرم اورانیوم غنی شده 90 تا 80 درصد نیاز است. به طور جایگزین از پلوتونیم حاصل از پسماند نیروگاه‌های اتمی نیز می‌توان برای تولید بمب اتمی استفاده نمود. این میزان پلوتونیم، تقریبا برابر با پسماند یک سال کاری یک نیروگاه اتمی به شمار می‌رود.
با توجه به از کار انداختن راکتور آب سنگین اراک امکان دستیابی ایران به پلوتونیم منتفی است. از طرفی ایران با پایبندی کامل به تعهدات خود در برجام، نیمی از اورانیوم 20 درصدی خود را تبدیل به اکسید اورانیوم قابل استفاده در راکتور تحقیقاتی تهران نموده و نیم دیگر را نیز به اورانیوم 5 درصد کاهش داده است.
با توجه به این که برای تولید بمب اتمی نیاز به حدود 300 کیلوگرم اورانیوم 20 درصد است که در فرایند خالص سازی تبدیل به اورانیومی می‌گردد تا با غنای بالاتر در بمب اتمی استفاده شود، این مساله نیز منتفی است.
در حال حاضر، ایران رسما اورانیوم با غنای بالاتر از 20 درصد در اختیار ندارد. از سوی دیگر، با توجه به نظارتهای شبانه روزی مستقیم و غیر مستقیم آژانس بر فعالیتهای اتمی ایران، امکان غنی سازی اورانیوم با غنای بالاتر از 5 درصد عملا وجود ندارد.
این مساله در جایی حائز اهمیت است که طبق گزارش بی بی سی با استناد به برآوردهای موسسه علوم و امنیت بین المللی، برای تبدیل 260 کیلوگرم اورانیوم با غنای 20 درصد به 56 کیلوگرم اورانیوم با غنای 90 درصد قابل استفاده در سلاح اتمی، به 1800 سو و یک سال زمان نیاز است.
1800 سو معادل با تقریبا 1800 سانتریفیوژ نسل یک است. با توجه به نظارتهای شدید بین المللی و بازدیدهای غیر منتظره، چگونه ایران امکان بکارگیری این تعداد از سانتریفیوژ و فراهم ساختن زیر ساختهای لازم را خواهد داشت؟
به طور خلاصه، تا زمانی که ایران از برجام و معاهده ان پی تی خارج نشده باشد، متهم ساختن ما در جهت حرکت به سمت ساخت سلاح اتمی، چیزی جز یک توهم بی پایه نیست. البته، دکتر صالحی رئیس سازمان انرژی اتمی ایران، در روز 17 فروردین ماه سال جاری، با اشاره به توان ایران برای از سرگیری تولید اورانیوم با خلوص بالاتر از 20 درصد ظرف تنها چهار روز در تاسیسات فردو خبر داد.
بیشتر بخوانید: گزارش تکراتو از سخنرانی ریاست سازمان انرژی اتمی ایران در رویداد فین تک فست
این مساله تنها به معنای داشتن توان علمی و تکنیکی نسبت به غنی سازی بالای 20 درصد است؛ چراکه ایران به کمک دانشمندان هسته‌ای خود، فرایند تزریق سوخت به سانتریفیوژها را برای غنی سازی بالای 20 درصد به دست آورده است و از جهت دیگر، نسبت به تامین مواد مصرفی و قطعات به خودکفایی رسیده است. هرچند، برای رسیدن به غنی سازی 20 درصد از اورانیوم با غنای 5 درصد، کماکان به زمان زیادی نیاز است.
به طور خلاصه، ایران توان تکنیکی لازم برای دستیابی به غنای 80 یا 90 درصد را نیز دارد… هرچند، برای رسیدن به اورانیوم 90 درصد غنی شده، نیاز به طی مراحلی است که تحت نظارت آژانس بین المللی انرژی اتمی ناممکن است. از سوی دیگر، با توجه به تبدیل اورانیوم 20 درصد غنی شده، به اورانیوم با خلوص پایین‌تر و اورانیوم غیر قابل استفاده در بمب اتمی، برای ساخت حداقل 50 کیلوگرم اورانیوم با خلوص 90 یا 80 درصد، به منابع و زمان زیادی نیاز است که مطمئنا از چشم بازرسان بین المللی پنهان نخواهد ماند.
به زبان ساده‌تر، طرح احتمال ساخت بمب اتمی در شرایط فعلی بر علیه ایران، تنها می‌تواند به نیت سو سیاسی طرف‌های مطرح کننده چنین مساله‌ای باز گردد. چراکه، در صورت قبول امکان توان پنهانکاری ایران در چنین حدی و زیر نگاه تمام ناظران بین المللی، هیچ توجیهی مبنی بر پایبندی ایران به متون قراردادهای آتی نیز وجود ندارد!
چراکه برای کشوری با چنین پهنه سرزمینی و توان تکنیکی، ساخت پنهان تاسیسات هسته‌ای با توان چند هزار سو هیچگونه عامل بازدارنده یا محدود کننده‌ای بر طبق قراردادهای بین المللی، نمی‌تواند وجود داشته باشد!
از جمله نگرانی‌های مطرح شده در رابطه با برنامه هسته‌ای ایران، تولید اورانیوم با غنای بیست درصدی بوده است. تاکید بر روی این میزان غنی سازی از آن جهت حائز اهمیت است که برای غرب، دستیابی ایران به اورانیوم بیست درصد غنی شده فاقد توجیه اقتصادی برای کشور است.
از طرف دیگر، با رسیدن به توان تکنیکی غنی سازی 20 درصدی و در دست داشتن میزان کافی از اورانیوم با خلوص 20 درصد، امکان رسیدن به بمب اتمی در کوتاه مدت وجود دارد.
در پاراگراف‌های قبلی، به شبهه‌ی وارد شده مربوط به امکان غنی سازی بالای 90 درصد را به طور جامع پاسخ دادیم، اما در رابطه با نیاز کشور به اورانیوم با خلوص 20 درصد در قسمت‌های بعدی این مقاله به تفضیل سخن خواهیم گفت. هر چند در این قسمت مشخص شد، دلیل واقعی نگرانی غرب از فعالیتهای هسته‌ای ایران، تنها نمی‌تواند در رابطه با تولید سلاح اتمی باشد.
بیشتر بخوانید: لغو یک طرفه برجام توسط آمریکا ؛ تاریخچه‌ای از تحریم‌های آمریکا علیه ایران
نگرانی از تولید موشک با قابلیت حمل کلاهک هسته‌ای تا چه میزان جدی است
یکی دیگر از نگرانی‌های مطرح شده توسط غرب برای فشار بیشتر به ایران، اشاره به تولید موشک با قابلیت حمل کلاهک هسته‌ای است. اما نکته قابل تامل، نبود هیچ نشانه‌ای مبنی بر وجود هر گونه سلاح هسته‌ای و امکان ساخت آن در کوتاه مدت یا میان مدت توسط ایران است!
بیشتر بخوانید: بهترین موشک های قاره پیمای جهان و ایران ؛ مخرب ترین موشک ها را بشناسید!
برای درک بهتر این مساله، از مثالی ساده کمک می‌گیریم. فرض کنید یک کشاورز در حالی که با بیل در حال کندن یک چاله برای قرار دادن نهال گیاه در خاک است، دستگیر می‌شود. زمانی که او دلیل این مساله را سوال می‌کند، به او توضیح می‌دهند علت دستگیری وی، شروع حفر چاه عمیق غیر مجاز است!
با توجه به گزارش تفضیلی یورو نیوز، طبق استاندارد رژیم کنترل تکنولوژی موشکی (MTCR)، موشک‌هایی که قادر به حمل کلاهک با وزن بیش از 500 کیلوگرم و برد بیشتر از 300 کیلومتر باشند، بالقوه قادر به حمل کلاهک هسته‌ای هستند. در ادامه این گزارش آمده است که از 13 نوع موشک طراحی شده در ایران، حداقل 8 گروه طبق این استاندارد، قابلیت حمل کلاهک هسته‌ای را دارند.
بیشتر بخوانید: موشک کروز و جنگ افزارهای پیشرفته نظامی که در جنگ سوریه مورد استفاده قرار گرفت
این مساله در جایی حائز اهمیت است که متن قطعنامه سازمان ملل در رابطه با ممانعت از توسعه موشک‌هایی با قابلیت حمل کلاهک هسته‌ای، به گونه‌ای طراحی شده است که امکان برداشت دلخواه را به طرفین می‌دهد.
کاربردهای غنی سازی اورانیوم مرتبط با میزان خلوص اورانیوم 235
قبل از پرداختن به کاربردهای مختلف اورانیوم 235 بسته به میزان غنی سازی، به طور مختصر به معرفی اورانیوم می‌پردازیم. اورانیوم با عدد اتمی 92 فلزی است رادیو اکتیو که با رنگی بین نقره‌ای و خاکستری در طبیعت یافت می‌شود.
در هنگام استخراج و قبل از فراوری، اورانیوم از سه ایزوتوپ 234، 235 و 238 تشکیل شده است. اورانیوم 238 بیش از 99 درصد از کل اورانیوم استخراج شده را تشکیل می‌دهد. برای استفاده‌های گوناگون، لزوما باید درصد خلوص اورانیوم 235 را افزایش داد. به دلیل شباهت بسیار زیاد ایزوتوپ‌های اورانیوم، روش معمول جداسازی، استفاده از سانتریفیوژ است.
سانتریفیوژ با سرعت بسیار زیادی دوران می‌کند. با توجه به نیروی گرانش -گریز از مرکز- ایجاد شده در سانتریفیوژ، با توجه به وزن متفاوت ایزوتوپ‌ها، انواع مختلف اورانیوم از یکدیگر جدا می‌شوند. برای رسیدن به غلظت مورد نظر، این فرایند به طور مداوم در سانتریفیوژها در حال انجام است.
استخراج اورانیوم، جدا سازی، افزایش غلظت ایزوتوپ 235 و… دارای پیچیدگی‌های فنی بسیار و مستلزم پیمودن مراحل مختلفی است. جهت درک بهتر فرایند تولید اورانیوم 235 کافیست توجه داشته باشید، هر سانتریفیوژ معمولا به صورت مداوم برای 10 سال بدون تعمیر و نگهداری به کار خود ادامه می‌دهد!
بیشتر بخوانید: “نه ایران! مارمولک های جاسوس اورانیوم شناسایی نمی‌کنند” ؛ پاسخی علمی به ادعای سرلشکر فیروزآبادی
درصد خلوص مورد نظر اورانیوم برای تولید برق در نیروگاه‌ها معمولا بین 3.5 تا 5 درصد است. هرچند استفاده از اورانیوم برای تولید برق، تنها بخش کوچکی از استفاده‌های این ماده ارزشمند است. امروزه بیش از 50 درصد از افرادی که در کشورهای غربی زندگی می‌کنند، حداقل یکبار در طول زندگی خود از داروهایی که تولید آنها مرتبط با پیشرفت صنایع اتمی این کشورهاست، استفاده کرده‌اند.
برای درک کاربردهای مختلف فلزات رادیو اکتیو، به یک مثال اکتفا می‌کنیم. نوع خاصی از ایزوتوپ پلوتونیم در سنسورهای هشدار دهنده دود منازل استفاده می‌شود!
نیروگاه آب سنگین، قابلیت کار با اورانیوم خام را به عنوان سوخت دارد. به بیان دیگر، به وسیله این نیروگاه، امکان تولید برق از اورانیوم 235 با غنای حدود یک درصد وجود دارد. از طرف دیگر، پسماندهای حاصل از سوخت اورانیوم در نیروگاه‌های آب سنگین، دارای مقدار قابل توجهی پلوتونیم است که امکان استفاده از آن در تسلیحات نظامی نیز وجود دارد.
دغدغه اصلی غرب نیز در رابطه با نیروگاه آب سنگین اراک امکان دستیابی ایران به میزان کافی پلوتونیم جهت تولید بمب اتمی بود. هرچند، دستیابی ایران به تکنولوژی این نیروگاه‌ها نیز، باعث ایجاد نگرانی‌های مختلفی از جهت اقتصادی برای کشورهای دارای این تکنولوژی شده بود.
به طور کلی، نیروگاه‌های هسته‌ای به میزان اورانیوم 235 با درصد غنای 3.5 تا 5 درصد برای کار نیازمندند. در واقع، اورانیوم به صورت خام، از نقره، جیوه و طلا نیز کثرت بیشتری دارد. هرچند، از این میزان اورانیوم، تنها مقدار بسیار کمی را، ایزوتوپ 235 مورد نظر تشکیل می‌دهد.
بیشتر بخوانید: پروژه منهتن و پرونده عجیب خمیر دندان رادیواکتیو!
اورانیوم 238 باقی مانده، به عنوان پسماند اتمی کارایی خاصی ندارد. هرچند، به دلیل مقاومت بسیار بالا و خواص دیگر همچون دمای سوختن بالا، در گلوله‌های ضد زره استفاده می‌شود. در واقع، می‌توان از پسماندهای خالص سازی اورانیوم نیز، برای شکار تانکهای دشمن استفاده نمود.
با افزایش خلوص اورانیوم تا 20 درصد، کاربردهایی نظیر استفاده‌های پزشکی، تولید رادیو داروها، تولید گیاهان جهش یافته و… نیز، به میان خواهد آمد. هرچند، یکی از بزرگترین مشکلات غرب با برنامه هسته‌ای ایران بر سر افزایش غنی سازی اورانیوم تا بیست درصد بوده است. دلیل این نگرانی در سطور پیشین توضیح داده شد.
به گفته مسئولین مختلف، غنی سازی ایران تا مرز بیست درصد، به دلایل برآورده ساختن نیازهای داخلی انجام گرفته است. راکتور تحقیقاتی تهران که در سال 1967 توسط ایالات متحده آمریکا ساخته شد، برای کار نیاز به سوخت اورانیوم با غنای 20 درصد دارد.
هرچند، این راکتور پیش از انقلاب اسلامی ایران در سال 1979 با سوخت 93 درصد غنی شده کار می‌کرد و در تامین سوخت آن مشکلی نداشت، با توجه به سیاست‌های آمریکا در قبال جمهوری اسلامی ایران، تامین سوخت 20 درصد نیز با مشکل مواجه شد.
بیشتر بخوانید: بمب هیدروژنی ؛ آزمایش جدید کره شمالی
در اواخر دهه 60 خورشیدی، ایران به موجب توافق نامه‌ای با آرژانتین، با انجام تغییراتی در راکتور تهران، توانست با تهیه سوخت برای بیست سال آینده، نیاز خود را در این زمینه برطرف سازد. از سال 1389 اما، با توجه به کاهش ذخیره‌های راکتور تحقیقاتی تهران و مشکلات به وجود آمده در مسیر تامین سوخت این راکتور تحقیقاتی و نیاز مبرم کشور به تامین رادیو داروها و… موجب شد، ایران خود به دنبال تهیه اورانیوم با غنای بیش از 20 درصد باشد.
تولید اورانیوم 235 با غنای 20 درصد مستلزم امکانات فنی بسیار پیچیده‌ای بود. از این رو، در عمل تولید اورانیوم با این غنای بالا برای کشور به گفته بهروز کمالوندی، معاون بین الملل و سخنگوی سازمان انرژی اتمی، صرفه اقتصادی نداشت. البته، با توجه به عدم تامین اورانیوم مورد نظر، در نهایت ایران به سمت ایجاد زیر ساختهای لازم و تولید اورانیوم با این غنا رفت.
به هر حال، با در دست داشتن اورانیوم با غنای بیست درصد، امکان انجام پروژه‌های تحقیقاتی مختلفی از جمله ایجاد جهش بر روی گیاهان به منظور افزایش بهره‌وری، مقاومت و… را خواهیم داشت. از سوی دیگر، به این وسیله، امکان عقیم سازی گیاهان، نگهداری آنها برای استفاده‌های طولانی مدت، مبارزه با آفات و حشرات در بخش کشاورزی را پیدا کرده‌ایم.
در صنعت نیز غنی سازی بالا با توجه به خاصیت پرتو زایی اورانیوم امکان نشت یابی، ارزیابی میزان ساییش قطعات ماشین آلات بدون نیاز به توقف، بررسی میزان خوردگی قطعات مختلف در ابعاد وسیع یا کوچک و… را به ارمغان می‌آورد.
مهمتر از همه، غنی سازی بیست درصدی امکانات پزشکی متنوعی را برای بیماران مختلف فراهم می‌نماید. با توجه به تحریم‌های مختلف در این زمینه و قیمت فروش بسیار بالای داروهای خاص به کشور، یکی از مهمترین دلایل غنی سازی بیست درصدی اورانیوم، تامین نیاز داخلی کشور در این زمینه بوده است. علاوه بر این، تشخیص زود هنگام سرطان‌های مختلف، پس زدن پیوند، اندازه گیری تراکم استخوان و … از جمله مزایای غنی سازی 20 درصدی ایزوتوپ 235 اورانیوم به شمار می‌رود.
غنی سازی با میزان 60 تا 70 درصد نیز امکان تامین انرژی برای حرکت زیردریایی‌ها، کشتی‌های نفتکش، ناوهای جنگی و… را فراهم می‌کند. در نظر داشته باشید، ایران با دارا بودن تعداد بسیار زیادی زیر دریایی، متاسفانه هیچ زیر دریایی اتمی‌ای در اختیار ندارد. زیر دریایی‌های اتمی به علت امکان فعالیت طولانی مدت زیر آب و بدون نیاز به سوخت گیری، امکان انجام ماموریت‌های بسیار پیچیده‌ای را دارند.
در نهایت غنی سازی بالای 90 درصد اورانیوم در ساخت بمب‌های اتمی کاربرد دارد. البته بیشتر بمب‌های اتمی حال حاضر دنیا نیز از نوع پلوتونیمی هستند، چراکه غنی سازی اورانیوم بالای 90 درصد، به سرمایه‌گذاری هنگفتی نیازمند است.
این میزان غنی سازی نیز استفاده‌های دیگری دارد. به عنوان مثال در نیروگاه‌های بسیار کوچک اتمی و تحقیقاتی، اورانیوم با میزان غنی سازی 90 درصد استفاده می‌شود. سوخت مورد نیاز برای کشتی‌های نفتکش، ناوهای جنگی، زیر دریایی‌ها اتمی و… نیز معمولا از اورانیوم با غنای بسیار بالا تامین می‌گردد.
.
منابع: theguardian ،euronews، irdiplomacy ،snn
