Εμπλουτισμός ουρανίου:Κατανόηση του πυρηνικού προγράμματος και της τεχνολογίας του Ιράν

Rhj/Getty Images

Είναι γενικά γνωστό ότι το ουράνιο χρησιμοποιείται για την παραγωγή καυσίμων για πυρηνικούς αντιδραστήρες. Στη φυσική του μορφή, το ουράνιο περιέχει περισσότερο από το 99,3% του ισοτόπου ουρανίου-238 (U-238), του οποίου χρειάζονται δισεκατομμύρια χρόνια για να αποσυντεθεί και λιγότερο από 0,01% U-234 (σύμφωνα με την Πυρηνική Ρυθμιστική Επιτροπή των ΗΠΑ). Ωστόσο, για να διατηρηθεί μια πυρηνική αλυσιδωτή αντίδραση και να απελευθερωθούν σημαντικές ποσότητες ενέργειας, είναι το 0,7% U-235 στο φυσικό ουράνιο που κατέχει την ισχύ. Γι' αυτό χώρες σε όλο τον κόσμο — συμπεριλαμβανομένου του Ιράν — διαθέτουν εγκαταστάσεις εμπλουτισμού, αλλά πώς λειτουργεί ο εμπλουτισμός και πρέπει χώρες όπως το Ιράν να έχουν αυτήν την ισχύ;

Υπάρχουν δύο κύριες μέθοδοι με τις οποίες το U-235 μπορεί να συγκεντρωθεί για χρήση ως πυρηνικό καύσιμο. Ο εμπλουτισμός με αέρια διάχυση ήταν η πρώτη μέθοδος που χρησιμοποίησαν οι ΗΠΑ σε μεγάλη κλίμακα. Περιλαμβάνει το συνδυασμό του ουρανίου με το φθόριο για τη δημιουργία αερίου εξαφθοριούχου ουρανίου, το οποίο στη συνέχεια διέρχεται μέσω μιας μονάδας αέριας διάχυσης. Τα ελαφρύτερα μόρια στο αέριο μεταφέρουν τα άτομα U-234 και U-235 και ταξιδεύουν πιο γρήγορα από τα βαρύτερα μόρια που φέρουν τα άτομα U-238. Μετά από εκατοντάδες στάδια, το αέριο περιέχει αρκετό U-235 και μπορεί να διαχωριστεί ξανά σε φθόριο και U-235.

Σήμερα, οι Ηνωμένες Πολιτείες χρησιμοποιούν τη διαδικασία εμπλουτισμού με φυγόκεντρο αερίου. Περιλαμβάνει τη δημιουργία αερίου εξαφθοριούχου ουρανίου και την τοποθέτησή του σε μια φυγόκεντρο αερίου πολλών κυλίνδρων. Ενώ περιστρέφονται με υψηλές ταχύτητες, τα βαρύτερα μόρια που φέρουν U-238 ωθούνται προς την εξωτερική άκρη, διαχωρίζοντάς τα από τα ελαφρύτερα μόρια που φέρουν το U-235 στο κέντρο. Το αέριο εμπλουτισμένο με U-235 στη συνέχεια υποβάλλεται σε χημική επεξεργασία σε σκόνη διοξειδίου του ουρανίου και συμπιέζεται για να σχηματίσει σφαιρίδια καυσίμου.

Επιπλέον, μια νέα διαδικασία εμπλουτισμού ή διαχωρισμού με λέιζερ βρίσκεται υπό ανάπτυξη. Εκπέμπει ένα μονοχρωματικό φως για να αλλάξει χημικά τα μόρια που φέρουν U-238 σε εξαφθοριούχο ουράνιο, επιτρέποντας στο U-235 να διαχωριστεί και να συλληφθεί.

Το εμπλουτισμένο ουράνιο δεν χρησιμοποιείται μόνο για πυρηνική ενέργεια

EWY Media/Shutterstock

Ενώ το ουράνιο και η πυρηνική ενέργεια αποτελούν επαναλαμβανόμενα θέματα στις ειδήσεις από τη δεκαετία του 1940, ο πόλεμος ΗΠΑ-Ισραήλ εναντίον του Ιράν τα έφερε στην πρώτη σελίδα στις αρχές του 2026. Οι χώρες άρχισαν να εξαπολύουν επιθέσεις για να εξαλείψουν αυτό που ο Πρόεδρος Ντόναλντ Τραμπ αποκάλεσε «επικείμενες απειλές από το ιρανικό καθεστώς». Αυτή η απειλή περιλαμβάνει 400 κιλά U-235 60%. Εν τω μεταξύ, οι επιθεωρητές της Διεθνούς Υπηρεσίας Ατομικής Ενέργειας ανέφεραν το 2023 ότι βρήκε 83,7% σωματίδια U-235 στο Ιράν. Για να καταλάβετε γιατί αυτό είναι ανησυχητικό, είναι χρήσιμο να κατανοήσετε τις διάφορες συγκεντρώσεις εμπλουτισμένου ουρανίου και τον τρόπο χρήσης τους.

Σχεδόν όλο το ουράνιο που χρησιμοποιείται για την καύση πυρηνικών αντιδραστήρων είναι χαμηλού εμπλουτισμού μεταξύ 3% και 5% U-235. Περιέχοντας 5% έως 10% U-235, το "uranium low-inriched plus" αναπτύσσεται για τη βελτίωση της απόδοσης του πυρηνικού αντιδραστήρα ελαφρού νερού, έτσι ώστε οι αντιδραστήρες να μην χρειάζεται να ανεφοδιάζονται τόσο συχνά με καύσιμα. Στη συνέχεια, το ουράνιο χαμηλού εμπλουτισμού υψηλής ανάλυσης περιέχει 5% έως 19,75%. Δεν είναι ευρέως διαθέσιμο τώρα, αλλά προορίζεται για χρήση σε προηγμένους αντιδραστήρες υπό ανάπτυξη για τη βελτίωση της απόδοσης της πυρηνικής ενέργειας.

Τέλος, μια συγκέντρωση U-235 20% ή περισσότερο είναι υψηλά εμπλουτισμένο ουράνιο που χρησιμοποιείται για την τροφοδοσία ορισμένων ερευνητικών αντιδραστήρων. Με καθαρότητα 90%, χρησιμοποιείται για την τροφοδοσία ναυτικών αντιδραστήρων, πυρηνικών όπλων και βομβών (μία από τις επικίνδυνες χρήσεις της ραδιενέργειας σε αυτό το επίπεδο). Το Ιράν που έχει την ικανότητα να εμπλουτίζει ουράνιο στο 83,7% είναι ανησυχητικό γιατί σημαίνει ότι η χώρα δεν απέχει πολύ από το να επιταχύνει την παραγωγή του για να παράγει 90% U-235 για να τροφοδοτεί πυρηνικά όπλα. Στη συνέχεια, θα μπορούσε να χρησιμοποιήσει αυτά τα όπλα για να επιτεθεί σε άλλες χώρες που θεωρεί εχθρούς, όπως το Ισραήλ και τις Ηνωμένες Πολιτείες.